Тесля Наталья Александровна
учитель высшей категории, к.п.н.
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
«ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СТАНОВЛЕНИЯ
И РАЗВИТИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ФИЗИЧЕСКОЙ КАРТИНЕ МИРА
В ШКОЛЬНОЙ УЧЕБНОЙ КНИГЕ»
Специальность 13.00.01 - «Общая педагогика, история
педагогики и образования» (педагогические науки)
Работа выполнена на кафедре психологии и педагогики высшего образования факультета психологии Южного федерального университета
Научный руководитель – доктор педагогических наук, профессор
Федотова Ольга Дмитриевна
Официальные оппоненты: доктор педагогических наук, профессор
Фоменко Владимир Трофимович;
доктор педагогических наук, профессор
Сафонцева Наталья Юрьевна
Ведущая организация – Рязанский государственный университет
им. С.А. Есенина
Защита состоялась 26 июня 2010 г. в 11.30 часов на заседании диссертационного совета Д-212.208.04 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата педагогических наук при Южном федеральном университете по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пр. М. Нагибина, 13, факультет психологии, ауд. 222.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Южного федерального университета по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.
Автореферат разослан 24 мая 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат психологических наук, доцент Тащёва А.И.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Современная ситуация в образовании характеризуется влиянием сложных разнонаправленных тенденций, связанных с его оценкой как важного фактора устойчивого развития российского общества. Образование выступает в качестве социокультурного катализатора позитивных перемен, что подтверждает государственная политика в области образования, направленная на его трансформацию, реформирование, приведение в соответствие с вызовами времени и потребностями членов формирующегося гражданского общества. В государственных документах обоснованы основные стратегические направления развития образования. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 г. ориентирует педагогов на совершенствование системы специализированной подготовки (профильного обучения) в старших классах общеобразовательной школы.
В современной науке наблюдается изменение системы представлений о мире, его общих свойствах и закономерностях, что связано с динамикой развития основных естественнонаучных понятий и принципов, а также экспоненциальным нарастанием коммуникационно-информационных потоков. Кроме того, изменяются представления о познавательных возможностях человека и путях их педагогической поддержки в различные периоды жизни. В этой связи возникает необходимость приведения в соответствие с современными достижениями науки и, в частности, с современной естественнонаучной картиной мира, системы мер педагогического воздействия, направленных на формирование мировоззренческих установок обучающихся различных типологических групп. Важную роль в решении данной проблемы играет определение подходов к отбору содержания естественнонаучного образования в системе образовательных учреждений, реализующих программы общего образования. Это в определенной мере позволит преодолеть негативные тенденции, связанные с серьезным отставанием российских школьников от их сверстников из развитых европейских стран в освоении необходимых на данном этапе развития общества научных представлений и навыков.
В современной образовательной ситуации вследствие смены картин мира и культурного кода, определяемого развитием новых коммуникационных технологий, необходимо формировать представления о научных картинах мира как формах систематизации знаний, вырабатываемых в естествознании и социальных науках, а также о специальных картинах мира отдельных наук, в частности, о физической картине мира. Разработка современных подходов к содержанию научного образования и его представления в учебной книге различного типа невозможна без обращения к позитивному историческому опыту, отражающему подходы и принципы конструирования программного учебного материала.
Состояние разработанности проблемы исследования. Проблемы философии физики рассматривались в трудах античных философов, средневековых мыслителей и ученых нового времени. Они в разной степени освещены в работах А. Эйнштейна, Н. Бора, А. Пайса, Э. Шрёдингера, Д. Гросса, Дж. Трефила, В.Н. Дубовского, В.А. Лекторского, А. Семихатова, П. Шелларда и др. Философские аспекты осмысления научного исследования и анализа знания как его результата исследовали А.И. Ракитов, И.С. Ладенко, В.А. Лекторский, В.С. Степин, В.С.Швырев.
Проблема формирования представлений о физической картине мира не присутствует в теории педагогики в качестве специального исследовательского дискурса. Она затрагивалась авторами, обращавшимися к изучению истории естественнонаучного образования или методики преподавания отдельных предметов естественнонаучного цикла (Т.Н. Вардуни). Тема рассматривалась также преимущественно в контексте изучения проблемы формирования основ научного мировоззрения или преподавания физики в общеобразовательной школе или вузе.
Исследования учебной книги, излагающей предметное содержание образования и определяющей виды учебной деятельности, активизировались в последние годы. Теория учебника как средства формирования предметных образовательных компетенций, учебных умений и элементов структуры профессиональной подготовки стала предметом диссертационных исследований Н.Н. Панферовой, Ю.С. Иванова, И.В. Самаркиной. Учебная книга как средство социализации и формирования информационной культуры исследовалась в диссертационных работах Т.Н. Романченко, Е.Н. Кикшель, Е.В. Пономаревой, Е.А. Воротневой. Диссертационные исследования (В.И. Богдан, О.Я. Боданская, З.С. Воскрчьян, Т.В. Григорьева, В.Г. Леонтьев, Н.А. Половникова, С.Е. Цыганова) посвящены вопросу разработки проблем формирования познавательной деятельности учащихся посредством учебной книги.
Исторические проблемы определения принципов отбора содержания образования являлись предметом специального рассмотрения Ч. Куписевичем, Г.Шойерлем, Б.Т. Лихачевым, И.Я. Лернером, М.Н. Скаткиным и др.
Вместе с тем нами не было обнаружено специальных исследований, посвященных проблеме определения особенностей, отражающих дидактическую проекцию концепта «физическая картина мира» в школьной учебной книге в ее исторической динамике, выявления тенденций и основных направлений ее совершенствования.
Анализ сложившейся ситуации позволил выявить ряд противоречий между:
– тенденцией к минимизации отставания российских школьников в освоении необходимых для их полноценной деятельности научных представлений и навыков от сверстников из индустриально развитых стран и недостаточной изученностью современных подходов к отбору содержания учебного материала по новым разделам предметов естественнонаучного цикла и способах его представления в зарубежных учебных книгах.
– поисками российскими теоретиками новых исходных позиций в обеспечении содержания естественнонаучного образования на профильной ступени общего среднего (полного) образования и разработки новых образовательных стандартов и недостаточной осведомленностью о историко-теоретических закономерностях, обусловленных сменой принципов отбора содержания образования;
Проблема исследования заключается в ответе на вопросы: Как объективирован дидактический потенциал представлений о физической картине мира в различные временные периоды? Каковы динамика и тенденции дидактических проекций концепта «физическая картина мира» в школьной учебной книге?
Охарактеризованная проблема обусловила выбор темы исследования – «Дидактические особенности становления и развития представлений о физической картине мира в школьной учебной книге».
Объектом исследования является общая дидактика, предметом исследования – дидактические особенности представления концепта «физическая картина мира» в школьной учебной книге, рассмотренной в динамике становления ее научно-содержательных и репрезентационных аспектов.
Цель исследования – установить особенности, определившие дидактическую проекцию концепта «физическая картина мира» в школьной учебной книге в ее исторической динамике, выявить тенденции и основные направления ее совершенствования.
Задачи исследования:
- На основе ретроспективного анализа основных направлений развития представлений о картине мира в трудах философов и естествоиспытателей определить последовательность вхождения их основополагающих идей в содержание обучения; выявить основные подходы, характеризующие представленность концепта «физическая картина мира» в содержании школьной учебной книги XVIII – ХХI вв.
- Выявить динамику смены учебно-образовательных текстов и книг образовательного назначения, отражающих концепт «физическая картина мира», в контексте их дидактических трансформаций.
- Установить специфику отражения физической картины мира в учебных книгах в различные исторические периоды и характеризовать особенности их дидактических проекций.
- Систематизировать принципы обновления содержания образования, раскрывающего особенности физической картины мира в школьной учебной книге; установить факторы их актуализации в контексте новых требований к уровню подготовки обучающихся.
Гипотезы исследования:
1. Концепт «физическая картина мира» может найти отражение не только в школьных учебниках по физике, но и в книгах образовательного назначения для учащихся школьного возраста, смена типов которых отражает особенности мировоззренческих установок времени и концептуальных подходов к процессу обучения, а также его дидактическому сопровождению.
2. В школьной учебной книге вероятно запаздывание отражения сведений о научных открытиях, изменивших физическую картину мира, интервал которого сокращается по мере развития информационно-коммуникационных технологий.
3. Дидактические особенности отражения концепта «физическая картина мира» в школьной учебной книге могут заключаться: в обеспечении эффекта аккумуляции за счет смены теории отбора содержания обучения, в изменении систем представления содержания и обеспечения самостоятельной работы, развития познавательного интереса за счет различных видов наглядности и элементов научной биографики.
Подтвердить или опровергнуть данные гипотезы можно в случае, если:
– определить историко-теоретические предпосылки формирования физической картины мира в трудах философов и естествоиспытателей;
– избрать для анализа школьные учебные книги и книги образовательного назначения для учащихся школьного возраста, опубликованные в период с XVII по XXI век и определить специфику дидактических подходов к конструированию их макетов;
– рассмотреть систему принципов, способствующих обновлению содержания образования, в логике и последовательности реализации требований к уровню подготовки обучающихся;
– выявить качественное своеобразие опоры на общедидактические принципы в условиях перехода к информационному обществу и введения в содержание общего образования новейших научных достижений в сфере представлений о физической картине мира.
Теоретико-методологической основой исследования являются: концепция повышения уровня методологических исследований как средства оптимизации образовательной практики (В.В. Краевский, А.П. Лиферов, В.В. Полонский, Г.Н. Филонов); современные дидактические теории, определяющие общие подходы к исследованию процесса обучения (И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, В.Т. Фоменко С.Г. Шаповаленко); концепции проектирования учебных книг (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, Е.Г. Ивлиева, Д.Д. Зуев); концепция рассмотрения педагогического знания в многообразии форм его представленности (Е.В. Бережнова, В.В. Краевский, В.М. Полонский, О.Г. Прикот, О.Д. Федотова); философские положения о биосоциальной сущности человека (Выготский Л.С., Дубинин Н.П., Кудрявцев В.Н.), а также современные философские, педагогические, социально-психологические концепции, обосновывающие исторический, общефилософский и сущностный подход к изучению педагогических теорий и явлений.
Методы исследования. В исследовании использовался комплекс взаимодополняющих теоретических методов исследования: контент-анализ, синтез, научная абстракция, сравнение, генерализация, интерпретация, концептуализация, обобщение отечественного и зарубежного педагогического опыта. Применялись также специальные методы исследования, такие как сравнительно-исторический, историко-структурный и конструктивно-генетический методы.
Источниками исследования являются:
– нормативно-правовые и программные документы, определяющие государственную политику и стратегию развития науки и образования;
– учебники и методические пособия по физике, изданные с конца XVII века по настоящее время в России и за рубежом;
– отечественные и зарубежные исследования диссертационного и монографического жанра по педагогике и философии, выполненные в период времени с 1998 по 2008 годы;
– библиографические источники, справочники, словари;
– первоисточники, содержащие научные материалы по физике (книги, сборники научных статей);
– данные, приводимые в периодической печати и Интернете;
– пакет прикладных программ, допущенных Министерством образования РФ, предназначенных для компьютерной поддержки современного урока по физике;
– данные о деятельности немецких физических обществ и объединений «Кооперация школ и исследовательских учреждений в области математики, информатики, естественных наук и техники «Юлих» (Deutsche Physikalische Gesellschft /DPG).
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в следующем:
– выявлены историко-теоретические предпосылки, составившие основу формирования современной физической картины мира у обучающихся в системе общего образования, к числу которых отнесены: философские идеи, принципы и гипотезы, в которых получили развитие ключевые понятия физической картины мира (материя, движение, поле, корпускула, атом и др.);
– установлено состояние и охарактеризованы особенности формирования содержания учебного материала в учебной книге в период времени с конца XVII века по настоящее время в России и за рубежом, что нашло отражение в смене типа учебных книг от компендиумов, включающих описания гипотез и научных опытов, к учебным книгам, содержащим дидактически переработанные научные тексты и их методическое сопровождение, обеспечивающее доступность восприятия учебного материала;
– выявлены расхождения и определен интервал между появлением научных теорий и гипотез, отражающих новые научные открытия, и их введением в содержание учебной книги на различных этапах отечественной и зарубежной образовательной практики;
– определена роль концепций отбора учебного материала и дидактических принципов в формировании представлений о физической картине мира путем их использования в проектировании макета учебных книг в России и за рубежом. Принципы наглядности оказали существенное влияние на формирование представлений обучающихся о физической картине мира в XVII – XVIII вв. (учебник Питера ван Мушенбрека «Введение в естественную философию»,1762), принцип преемственности доминировал в рамках концепции дидактического формализма («Элементы физики» Р. Милликена и Г. Гейля, 1926), принцип информативности определил содержание образования в концепции экземпляризма во второй половине ХХ – начале ХХI века («Физика -10,11» Г.Я.Мякишева, Б.Б. Буховцева, 2000, «Физика-9» А.В.Перышкин, Е.М.Гутник, 2009);
– на основе обобщения инновационных отечественных и зарубежных образовательных практик выделены и критически оценены новейшие концепции формирования научного мировоззрения учащихся на уроках физики, способствующие повышению качества общего образования. Определены позиции, представляющие интерес для разработки стратегии и реализации отечественной и зарубежной методической базы в области формирования физической картины мира в процессе обучения и во внеучебной практике.
Практическая значимость исследования состоит в том, что содержащиеся в нем выводы в области педагогики могут быть использованы для совершенствования естественнонаучного образования в системе общего образования, способствовать расширению представлений исследователей и специалистов об особенностях влияния принципов отбора содержания учебного материала в школьном учебнике по физике и методов его изложения на качество образования, полноценное интеллектуальное развитие современного школьника, положительную сдачу ЕГЭ и выбор профессии с учетом потребностей современного общества. Результаты исследования могут быть использованы авторами школьных учебников по физике, методистами и учителями в их практической деятельности.
Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечивается методологической оснащенностью, комплексностью апробированных методов исследования проблемы, адекватных цели и задачам исследования, использованием широкого круга достоверных первоисточников, достаточностью исследовательской выборки, включающей авторефераты диссертаций по проблеме формирования естественнонаучной картины и учебников/учебных пособий по физике, результатами длительного педагогического эксперимента в области преподавания физики в общеобразовательных учреждениях, реализующих программы среднего (полного) общего образования, динамической устойчивостью его положительных результатов. Исследование базируется на целесообразном выборе и разнообразии использованных исторических и современных первоисточников, вторичных источников информации, материалов научных конференций и симпозиумов.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались и получили положительную оценку на Международном педагогическом форуме «Воспитание гражданина, человека культуры и нравственности – основа социальной технологии развития современной России» (Ростов-на-Дону, 2008); на XXVIII Южно-Российских психолого-педагогических чтениях «Развитие личности в образовательных системах Южно-российского региона» (Ростов-на-Дону, 2009); на VII Международной конференции «ТехноОБРАЗ - 2009» (Гродно, 2009); на XXXVII научной конференции сотрудников, аспирантов и студентов факультета психологии ЮФУ (Ростов-на-Дону, 2009).
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе Южного федерального университета, Ростовского областного института повышения квалификации и переподготовки работников образования, Лицея № 1 «Классический» г. Ростова-на-Дону.
Положения, выносимые на защиту:
1. Особенностями формирования содержания обучения в школьной учебной книге XVIII – ХХI вв. являлось отражение в ней двух основных подходов по позиции «физическая картина мира». В основу первого была положена идея систематического расширения знаний школьников о свойствах и конкретных явлениях физического мира, что позволило представить учебное содержание в последовательности появления научных открытий (от умозрительной, метафизической картины к механистической, электромагнитной, релятивистской, волновой и квантовой картине мира, наномира). Второе направление основано на представлении о границах познаваемости физической реальности и определении роли различных познавательных средств, приборов и инструментов. Интервал запаздывания отражения сведений о научных открытиях в учебной книге составлял в начале XIX века сорок пять лет, а в настоящее время сократился до пяти лет.
2. Концепт «физическая картина мира» представлен в школьной практике XVII века в разных типах текстов:
1) В не предназначенных для обучения философско-математических трактатах, в которых качественное описание природы уступает место количественному (И. Ньютон, Э. Галлей, П. Мушенброк);
2) В специальных учебно-образовательных книгах универсального назначения (энциклопедия «Театр всевозможного», информаторий, компендиум, катехизис и др., представляющие собой обозрения значительной информационной емкости) и специального назначения, являющихся собраниями знаний о мире и основанных на идее универсального параллелизма, признающей общность главных принципов, управляющих природой и человеком (Я.А. Коменский и последователи).
По мере формирования новых представлений о физической картине мира преимущественное развитие получает специальная учебная книга, в которой системы представления содержания развиваются в направлении от линейной и концентрической к спиральной и сетевой. Совершенствуются энциклопедии и книги для чтения, выполняющие функцию учебной книги-ресурса.
3. Развитию представлений о физической картине мира соответствовал доминирующий в педагогической традиции подход к формированию и представлению содержания учебной книги. Основой представления механистической картины мира (XVII-XVIII вв.) являлась концепция дидактического энциклопедизма, электромагнитная (XIX в.) представлена преимущественно в рамках концепции дидактического формализма, изложение квантово-релятивистской теории (XX – XXI вв.) соответствует положениям концепции дидактического экземпляризма. При формировании содержания учебной книги на каждом этапе развития представлений о физической картине мира удерживались отдельные элементы предыдущей теории отбора содержания, добавлялись элементы автодидактизма, научной биографики и наглядного представления материала. По мере уменьшения доступности непосредственному чувственному восприятию свойств исследуемых физических объектов увеличивается насыщенность учебной книги иллюстративным материалом (от изображений опытов, экспериментальных установок к схемам, символам, приемам динамической визуализации в электронных ресурсах).
4. Дидактические особенности становления и развития представлений о физической картине мира в школьной учебной книге отражают тенденции в сфере развития науки и духовной культуры при переходе к информационному обществу. В образовательном процессе, нацеленном на формирование физической картины мира, обнаруживаются следующие тенденции: 1. замена традиционного письменно-книжного типа культурного кода на экранный; 2. переход со знаниевой, «воспроизводящей» парадигмы на комптентностную, позволяющую оперировать малым объемом информации для решения задач в ситуации неопределенности.
Публикации: по теме диссертации опубликовано 7 работ общим авторским объемом 2,7 п.л.; из них 1 работа – в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения; двух глав, включающих шесть параграфов; заключения, содержащего выводы, практические рекомендации и перспективы дальнейшего исследования проблемы; списка использованной литературы, состоящего из 141 источника, в том числе 5 - на иностранных языках. Работа иллюстрирована 28 Рисунками, 4 Таблицами. Объем основного текста диссертации составляет 165 страниц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во Введении излагается актуальность проблемы исследования, цель и задачи, объект, предмет исследования, раскрывается степень ее изученности, формулируется научная проблема, гипотеза, характеризуется научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы и положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации результатов исследования.
В первой главе «Становление и развитие представлений о научной картине мира и особенности отражения физической картины мира в учебной книге», включающей три параграфа, решаются задачи по выявлению особенностей становления и развития представлений о естественнонаучной картине мира в трудах философов и естествоиспытателей в истории научной мысли, а также по установлению специфики отражения естественнонаучной картины мира в учебных книгах в различные исторические периоды.
Характеризуются проблемы развития и динамической смены представлений философов и естествоиспытателей о научной картине мира с античности (VII-VI вв. до н.э.) по настоящее время. Особое внимание уделяется проблемам формирование естествознания в эпоху Средневековья (Баруни, О.Хайям, Хазини, Зеркали), в эпоху Возрождения (Н. Коперник, Дж. Бруно, И. Кеплер, Г. Галилей, Р. Декарт, И. Ньютон – создатель механической картины мира и др.). Подчеркивается, что механистическая картина мира возникла одной из первых, поскольку изучение природы началось с анализа простейшей формы движения материи – механического перемещения тел. Однако на уровне учебной книги данная проблема не получила своего отражения. В учебном процессе использовался трактат И. Ньютона «Математические начала натуральной философии» (1684-1686 гг.). Дидактически значимым являлся тот факт, что в нем качественное описание природы уступило место количественному и существенную часть книги занимали расчёты, чертежи и таблицы.
Рассматриваются варианты отражения физической картины мира в специальных учебных книгах. Подробно анализируются изменения в понимании роли природы в формировании образа человека. На примере педагогического наследия Я.А. Коменского, который ввел в педагогику принцип универсального параллелизма, т.е. признания общности главных принципов, управляющих природой и человеком, аналитически рассматриваются его подходы к созданию новых типов учебных книг. Характеризуются разработанные на основе концепции педагогического энциклопедизма учебные книги универсального содержания, отражающие элементы физической картины мира: универсальная энциклопедия «Театр всевозможного» («Theatrum universitatis rerum»), «Информаторий материнской школы» (1632 г.). Подчеркивается, что наряду с универсальными книгами создавались и книги специально-предметного назначения, отражающие физическую картину мира в рамках пансофического учения Я.А. Коменского: учебник «Открытая дверь языков» («Janua linguarum reserata», 1631 г.), учебная книга «Школа - игра» («Schola - ludus», 1656 г.), которая представляла собой драматизацию содержания «Открытой двери языков» и предназначалась для постановки на сцене школьного театра, а также дидактическая новация «Мир чувственных вещей в картинках» («Orbis sensualium pictus», 1658 г.). отразившая физическую картину мира в иллюстрациях процесса производства.
Анализируются проблемы, связанные с выделением физики в отдельный учебный предмет. Учебник с присущими ему атрибутами появился только после оформления физики как системы знаний в конце XVII – XVIII вв. Охарактеризовав периодизацию учебной книги по физике (I период предыстория учебника (от древности до конца XVIII в.); II период период формирования классической физики; III период – переходный (последнее десятилетие XIX века до начала первой мировой войны 1914 г.); IV период – период становления современной физики (между Первой и Второй мировыми войнами); V период – период научно-технической революции), мы рассчитали разницу между годами открытий отдельных ученых, начиная с Георга Ома (1826 г. – открытие закона Ома) до Норио Танигути, впервые употребившим термин «нанотехнология» в 1974 г. и годами вхождения их открытий в русский учебник по физике и в зарубежный, в результате чего устанавливает, что на протяжении всей истории педагогики русская школа отставала от зарубежной в области преподавания физики [Рисунок 1].
Рисунок 1. Временной интервал между годом открытия и годом его вхождения в учебную книгу.
Анализ графика показывает, что с течением времени эта разница существенно сокращается с сорока пяти лет (со времен Г. Ома) до пяти (в настоящее время), что свидетельствует о значительных переменах в сторону повышения уровня развития нашей педагогической науки и улучшении уровня подготовки российских выпускников по сравнению с предыдущими периодами в истории педагогики.
При исследовании инновационного содержания нанообразования как средства формирования физической картины мира школьников на современном этапе характеризуются экспериментальные программы и системы их методического сопровождения по нанофизике, нанохимии и нанобиологии, апробированные в системе образования высокоразвитых зарубежных стран (на примере ФРГ), а также первый учебник «Очарование наномира» (2006 г.), изданный в ФРГ и предназначенный для учащихся 8-10 классов. Установлено, что учебник, содержание которого построено в соответствии с требованиями принципа кумулятивизма, глубоко отражает межпредметную связь дисциплин естественнонаучного цикла. Выявлено, что в отечественной системе общего образования уже разработан проект программного содержания нанотехнологической направленности (на примере образовательного проекта «Изучение наномира – шаг в будущее» Лицея № 1 «Классический» г. Ростова-на-Дону).
Представлены результаты анализа принципов конструирования макета, содержания и заданий для самостоятельной работы учебного пособия для элективного курса «Введение в нанотехнологии» (2008 г.), разработанного коллективом Ульяновского государственного университета. Анализ учебного пособия по программе элективного курса по физике позволяет сделать следующие выводы: в пособии отражены последние достижения нанотехнологий в области физики; учебный материал изложен в доступной форме, изложена суть новейших научных исследований и показано их практическое применение. Физическая картина мира характеризуется сквозь призму понятия «наномасштаб». Представлены законы формирования материальных мезоструктур, размеры которых исчисляются в нанопределах (10-9 м). Уделяется большое внимание разработке методов атомно-силовой и туннельной микроскопии. Недоступные для созерцания невооруженным глазом объекты присутствуют на страницах учебной книги в виде красочных иллюстраций и объектов символической наглядности.
Далее рассматривается вопрос о том, как проблемы, сопряженные с концептом «физическая картина мира», представлены в фонде диссертационных исследований отечественных авторов в период с 1998 по 2008 год. После постановки экспертных вопросов были составлены соответствующие таблицы, в которые заносились выявленные смысловые единицы. По данным математических таблиц в результате их обработки в электронных таблицах Excel, были построены пять гистограмм, необходимых для дальнейшей статистической обработки данных. Общий объем рассмотренных публикаций составил 80 экземпляров, названия которых содержатся в периодическом издании «Летопись авторефератов диссертаций. Государственный библиографический указатель Российской Федерации». Установлено, что существует значительное рассогласование между потребностью в формировании новой физической картины мира и состоянием современных педагогических исследований, обращенных к данной проблематике. В отдельные периоды (2002 – 2005 гг.) диссертационные исследования по данной проблеме не проводились, с 2005 их число было незначительным [Рисунок 2]. Представлено также их распределение по двум образовательным уровням [Рисунок 3].
 Рисунок 2. Полигон распределений отечественных авторефератов диссертаций (1998–2008 гг.) по проблемам формирования физической картины мира. |  Рисунок 3. Полигон распределений авторефератов диссертаций (1998–2008 гг.) по образовательным уровням. |
Отмечается, что вхождение России в систему всемирных связей в области нанотехнологий требует преобразований в системе образования, внедрения инновационных компонентов, способствующих дальнейшему интеллектуальному развитию молодого поколения и овладению востребованными высокотехнологическими профессиями.
Вторая глава «Качественное своеобразие реализации требований дидактических принципов в контексте развития представлений о физической картине мира в учебной книге» включает три параграфа, в которых решаются задачи характеристики и систематизации принципов обновления содержания образования и устанавливаются причины их актуализации в контексте новых требований к уровню подготовки обучающихся.
Педагогические походы к реализации системы дидактических принципов рассмотрены в контексте анализа факторов обновления содержания общего образования и смены представлений о физической картине мира, которую открывает принцип энциклопедизма в работах Я.А. Коменского (XVII в.). Идея энциклопедизма и пансофии нашла свое дидактическое выражение в принципе концентрического расположения материала. До конца XVIII в. учитывается исключительно содержательная функция: первые книги, созданные для учебных целей это сборники (компендиумы) отрывочной поверхностной информации, качественных описаний явлений. В учебных книгах по физике (натуральной философии) того времени еще практически отсутствовало дидактическое осмысление физических знаний. Только в конце XVIII в. появляются первые атрибуты учебника: первые признаки акцентирования учебно-воспитательных задач, активизация познавательной деятельности, оптимизация средств усвоения (например, в «Руководстве к физике» П. Гиларовского, 1793 г.). В этот период времени в отборе содержания материала учебной книги начинает проявляться принцип дидактического формализма, требующий рассмотрения содержания учебного материала в контексте деятельности обучения, во взаимосвязи с процессом обучения. До периода становления классической физики в 20-80-е гг. XIX в. доминировал принцип информативности. Далее анализируется систематический принцип отбора учебного материала и принцип целостности. До начала XIX века в учебниках господствует описание множества экспериментов (зачастую бессистемное), явлений природы, технических устройств. Таковы наиболее популярный в XVIII в. учебник Питера ван Мушенбрека «Введение в естественную философию»(1762 г.), вышедший на русском языке под названием «Сокращение опытной физики» (1791 г.); учебник аббата Ж. Нолле «Уроки экспериментальной физики» (в России с 1779-1781 гг.); учебник Г. Крафта «Краткое начертание открытого прохождения опытной физики» (1837 г.); учебник Х. Вольфа в переводе М. В. Ломоносова «Вольфиянская экспериментальная физика» (1774 г.). При анализе учебников начала XIX в. американской школы «Учебник физики» Д. Мэнна и В. Твисса (1911г.), «Элементы физики» Р.Милликена и Г. Гейля (1926 г.) обнаружена новая методика введения понятий по аналогии (например, понятия вращательного движения по аналогии с соответствующими понятиями поступательного движения), полнота и точность системы понятий (в том числе современной физики), акцентирование законов и принципов. В конце XIX в. наблюдалось четкое соблюдение требований принципа историзма: материалов истории физики использовались наряду с другими средствами активизации интереса учащихся к предмету. В России этот прием впервые был применен профессором Московского университета Н.А. Любимовым в «Начальных основаниях физики» (1861 г.).
На основе историко-структурного и конструктивно-генетического методов исследования мы провели анализ десяти стабильных отечественных учебников по физике для средней школы за период 1933–1985 гг. [Рисунок 4].
Рисунок 4. Отражение элементов научной биографики в исследуемых отечественных учебниках
Анализируя диаграмму, отмечаем, что в издании И.К. Кикоина и А.К. Кикоина «Физика: учебник для 8 класса средней школы» (1981 г.) использование исторического материала, в частности, элементов научной биографики, сведено к минимуму, в то время как другие авторы не пренебрегают данными приемами формирования научного мировоззрения. Учебное пособие Л.М. Монастырского «Физика за два года» (1994 г.), в значительной степени опирается на историко-биографические факты. Если сопоставить доступность материала данных учебников для понимания учащихся со степенью загруженности содержания историко-биографическими фактами, то обнаруживается прямая зависимость этих характеристик учебного материала.
Далее анализируем особенности реализации современных дидактических принципов в образовательных программах общего образования Великобритании и России (на примере содержания раздела «Квантовая физика») и решаем задачу определения походов к реализации системы дидактических принципов как условия повышения качества образования при формировании естественнонаучной картины мира обучающихся в образовательных программах общего образования обеих стран. Для определения специфики формирования физического стиля мышления в школьных учебниках по физике России и Великобритании проведено исследование подхода к построению учебного материала, его оснащенности иллюстрациями, портретами ученых, графиками, диаграммами. Проведено контент-аналитическое исследования частотности различных форм наглядности и способов аргументации, встречающихся в текстах учебных книг по квантовой физике и используемых для иллюстрации концепта «физическая картина мира». В качестве эмпирических объектов исследования избраны английский учебник по физике J.P. McEvoy, O. Zarate «Quantum theory» (1996 г.), издания и отечественный учебник «Физика-11»-классический курс Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева (2008 г.). На первом этапе установлены варианты графического представления учебного материала в обоих учебниках, к числу которых отнесены: портреты ученых (ПУ), рисунки экспериментальных установок и приборов (РЭУ), графики физических зависимостей (ГФЗ), формулы (Ф), фотографии треков элементарных частиц (ФОТ), схемы (СХ), цитаты (Ц). Данные анализа представлены на Рисунках 5,6.
 |  |
| Рисунок 5. Результаты сопоставительного анализа встречающихся графических объектов. | Рисунок 6. Качественное восприятие органолептической информации |
Сопоставление данных показывает, что, прежде всего, имеет место значительное превосходство английского учебного пособия по физике «Quantum theory» над отечественным учебником «Физика-11» а в графическом истолковании материала данного раздела. Как видно из диаграмм, огромное внимание английская школа уделяет историческим аспектам, поскольку наблюдается огромный массив портретов ученых и цитируемых фраз, в то время как в российском учебнике они практически отсутствуют. Преобладание рисунков экспериментальных установок и схем свидетельствует о том, что авторы учебника «Quantum theory» стараются увеличить объем информации, подлежащей зрительному восприятию, зная, что 90% восприятия информации приходится именно на органы зрения, в то время как орган слуха позволяет получить около 9% информации и только лишь 1% информации человек получает посредством осязания, обоняния и вкуса.
В результате анализа тематических блоков, входящих в раздел квантовой физики, установлено, что учебник Г.Я. Мякишева, Б.Б. Буховцева «Физика – 11» включает четыре главы, в состав которых входит двадцать девять параграфов. Английский учебник J.P. McEvoy, O. Zarate «Quantum theory» предлагает для изучения сто пять тем, включая все новейшие открытия в области квантовой физики на доступном для школьника уровне.
Принимая во внимание тот факт, что учебный материал по квантовой физике размещен в отечественном учебнике на восьмидесяти двух страницах, а в английском - на ста семидесяти трех, количество формул преобладает именно в отечественном учебнике, что свидетельствует о сложности излагаемого материала и снижению интереса учащихся к изучаемому предмету [Рисунок 7].
Рисунок 7. Соотношение объёма формул в учебниках «Quantum theory» (верхний ряд) и «Физика - 11» (нижний ряд).
Далее анализируются инструментальные компьютерные средства обучения, использованные в учебной книге нового поколения. Обосновав их важность в разнообразии форм и методов проведения уроков, лабораторных работ, серьезных естественнонаучных исследований, подчеркиваем, что для формирования представлений о физической картине мира в процессе обучения необходимо создавать условия, способствующие воспитанию личности, адаптированной к современным условиям жизни. Представления об окружающем мире должны отражать сущность научно-технического прогресса и связь с современной жизнью, наукой и техникой. С применением компьютера уроки становятся интересными, насыщенными, появляются новые возможности: моделирования, имитации изучаемых процессов и явлений, информационно-учебной деятельности, учебно-игровой, экспериментально-исследовательской деятельности, сопровождающейся системой аудиовизуальной поддержки.
В последнее время большой интерес преподавателей представляет «проектное обучение». По мнению большинства отечественных и зарубежных педагогов проектное мышление является на сегодняшний момент времени необходимой составной частью системы общего образования. Учебный проект - это интегративное дидактическое средство обучения, объединяющее в себе одновременно процессы информатизации, интеллектуализации и гуманизации образования, имеющее всегда положительный результат, возможность построения нового стереотипа мышления и жизни на планете. Анализируя проектно-исследовательскую деятельность в общеобразовательной школе, мы устанавливаем, что на всех этапах данной работы необходимо применение компьютерных технологий, что привлекает интерес обучающихся к очень серьезной и трудоемкой работе. Кроме того, учебный проект всегда приводит к объективной оценке с учетом требований современной жизни, поэтому является еще и нестандартным методом оценивания способностей обучающихся.
В конце главы отмечается, что отечественные учебники существенно уступали и уступают зарубежным по всем основным параметрам. Причина представляется очевидной - отсутствие разработанной теории обучения основам физики. Официальная методическая мысль продолжает покоиться на традиционных дидактических принципах, не учитывающих специфику предмета, поиск ведется на эмпирической основе: проводится множество методических экспериментов, результаты которых оцениваются и обобщаются в отсутствие общепринятых критериев. В итоге – малые теоретические приращения по вопросам качества учебников, практически не затрагивающие систему обучения основам. В то время как в индустриально развитых странах основанием для отбора содержания школьного образования служат давно устоявшиеся общедидактические принципы, выступающие в качестве инструментария при формировании содержания учебного материала: историзма, наглядности, информативности, научности, доступности, связи теории с практикой, профессиональной и технологической направленности научно-методического обеспечения, интеграции содержания, преемственности, системности. Применение системы информационных средств обучения меняет традиционность школьных занятий, активизирует восприятие учебного материала, интенсифицирует труд учителя и обучающегося, освобождает большую часть учебного времени на занятиях от чисто технической работы, увеличивая время для совместной творческой деятельности, что естественно приводит к повышению качества школьного образования.
В Заключении подводятся итоги диссертационного исследования, делается ряд обобщающих выводов:
- Исходные представления философов о естественнонаучной картине мира развивались на основе идеи о том, что истины уже предсуществуют и человеческий разум ничего не изобретает, а лишь открывает в природе то, что заранее существует. Дальнейшее развитие естественнонаучных взглядов проходило в логике определения объема и содержания категории «физическая реальность», которая характеризовала объективно реальный мир через призму теоретико-физических понятий, законов и принципов.
- Естественнонаучное знание получило педагогическую проекцию первоначально в изустной форме в рамках философии. Позднее оно оформилась в науку – естествознание, которая впоследствии распалась на несколько самостоятельных наук: физику, химию, биологию, астрономию, географию и др. Интересным является тот факт, что просуществовав несколько столетий независимо друг от друга, эти науки опять объединяются в единое целое – происходит переход к постнеклассической науке. XX-XXI вв. - это время развития новой исторической фазы естествознания постнеклассической науки, когда на первый план выдвигаются комплексные междисциплинарные, а также проблемно ориентировочные формы научно-исследовательской деятельности. Экономические и социально политические цели играют решающую роль в определении познавательных целей науки. Междисциплинарные исследования характеризуются открытостью и саморазвитием.
- Содержание учебной книги по физике до конца XVIII в. строилось на выводах по аналогии идей о природном мироустройстве (идеи о природосообразности по схеме Я.А. Коменского), а также на основе признания экспериментально-аналитического и синтетически-дедуктивного подхода (Г. Галилей и последователи) и отражало определение понятий, представление доказательств путем описания экспериментов и математических расчетов, иллюстраций, демонстрирующих экспериментальные установки и технологию проведения физического опыта, т.е. в качестве ведущего принципа изначально выступал принцип визуализации (наглядности) в процессе обучения естественным дисциплинам. На протяжении всей истории педагогики этот принцип доминировал, несмотря на многочисленные педагогические эксперименты. В настоящее время наблюдается тенденция к предельной концентрации учебного материала в сочетании с увеличением числа изобразительных публикаций и применением мультимедийных средств изложения материала, поскольку в условиях информационного общества произошла смена способов восприятия научного материала современными детьми.
- В истории педагогики в отечественную учебную книгу материалы, отражающие новые научные открытия, попадали с запозданием по сравнению с европейскими учебниками, в связи с чем отмечено отставание российских школьников от их сверстников из европейских стран в освоении необходимых для самореализации научных представлений и навыков.
- При формировании учебного материала, отражающего особенности физической картины мира, необходимо учитывать качественное своеобразие опоры на общедидактические принципы в условиях перехода к информационному обществу и введения в содержание общего образования новейших естественнонаучных достижений; пересматривать систему принципов, способствующих обновлению содержания образования, в логике и последовательности реализации требований к уровню подготовки обучающихся в соответствии с едиными требованиями.
Подводя итоги, приходим к выводу о том, что в современных условиях школа должна не просто обеспечить равные возможности для получения научного образования, но и создать условия для реализации каждым школьником своих индивидуальных особенностей и способностей. Развитие самостоятельной, социально гибкой, мобильной, объективно оценивающей свои возможности личности требует постоянного совершенствования системы образования и воспитания школьников в направлении актуализации их рефлексивных установок, применения разнообразных, взаимосвязанных и взаимодополняющих принципов обновления содержания общего образования и методов его реализации.
Формулируются практические рекомендации, ориентирующие на использование результатов и выводов исследования в процессе реализации образовательного стандарта школе, разработке учебных пособий, методической литературы, а также рабочих программ по предметам, отражающим концепт «физическая картина мира».
При дальнейшем исследовании проблемы представляется перспективным изучение вопросов, связанных с актуализацией работы по созданию популярных изданий образовательного назначения, раскрывающих содержание концепта «физическая картина мира» для обучающихся различных возрастных и типологических групп; определением влияния дидактических принципов на формирование и обновление содержания образования с учетом новейших достижений в области физики, а также с нахождением походов к реализации системы дидактических принципов как условия повышения качества образования и формирования представлений о современной физической картине мира.
Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях автора:
I. В журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации материалов кандидатских диссертаций
1. Тесля Н.А. Нанообразование как условие формирования естественно-научной картины мира школьников [Текст] / Н.А. Тесля // Известия Южного федерального университета. 2009. № 1. С. 26-32. – авт. вклад 0,5 п.л.
II. Остальные работы
2. Федотова О.Д., Тесля Н.А. Индивидуальные научно-исследовательские проекты обучающихся как форма оценки учебных достижений в области физики [Текст] / О.Д. Федотова, Н.А. Тесля / ТехноОбраз - 2009. Материалы VII международной научно-практической конференции (17-18 марта 2009). Гродно: Изд-во ГрГУ, 2009. С. 116-120. – авт. вклад 0,2 п.л.
3. Тесля Н.А. Концепция подсистем учебного материала в английской учебной книге по физике [Текст] / Н.А. Тесля / Материалы XXXVII научной конференции сотрудников, аспирантов и студентов факультета психологии ЮФУ (20-21 апреля 2009). М.: Изд-во «КРЕДО», 2009. С. 224-229. – авт. вклад 0,4 п.л.
4. Тесля Н.А. Особенности формирования научного мировоззрения учащихся на уроках физики в контексте использования современных информационных технологий [Текст] / Н.А. Тесля / Развитие личности в образовательных системах Юга России, Центральной Азии и Казахстана. Материалы докладов XXVIII международных психолого-педагогических чтений. Ростов-на-Дону: Изд-во ИПО ПИ ЮФУ, 2009. Ч. 1. С. 377-383. – авт. вклад 0,5 п.л.
5. Тесля Н.А. Педагогические принципы развития личностного и интеллектуального потенциала школьника в современном образовательном процессе [Текст] / Н.А. Тесля / Воспитание гражданина, человека культуры и нравственности - основа социальной технологии развития современной России. Материалы Международного педагогического форума. Ростов-на-Дону: Изд-во ИПО ПИ ЮФУ, 2008. Ч. 1. С.81-84. – авт. вклад 0,3 п.л.
6. Федотова О.Д., Тесля Н.А. Реализация принципа наглядности в графическом гиде – новой форме учебной книги по квантовой физике [Текст] / О.Д.Федотова, Н.А. Тесля // Классическое образование. Май. 2009. С. 73-76. – авт. вклад 0,2 п.л.
7. Тесля Н.А. Систематический принцип отбора учебного материала в учебной книге по физике как фактор формирования научной картины мира школьников [Текст] / Н.А. Тесля / Актуальные проблемы экономики и образования: сборник статей / Под ред. О.Д. Федотовой. Ростов-на-Дону: Изд-во «Логос», 2007. С. 159-171. – авт. вклад 0,6 п.л.
