Дидактические особенности становления и развития представлений о физической картине мира в школьной учебной книге

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 Н. Бора, Д. Гросса, В. А. Лекторского, А. Пайса, А. Семихатова, Дж. Тре-фила, П. Шеелларда, Э. Шрёдингера, А. Эйнштейна и др. [Бор Н., 1936; Гросс Д., 2007; Лекторский В. А., 1983; Пайс А., 2002; Семихатов А., 1987; Трефил Дж., 2004; Шееллард П., 1971; Шрёдингер Э., 1971; Эйнштейн А., 1936]. Философские аспекты осмысления научного исследования и анализа знания как его результата исследовали И. С. Ладенко, А. И. Ракитов, B.C. Степин, B.C. Швырев [Ладенко И.С., 1964; Ракитов А. И., 1996; Степин B.C., 2007; Швырев B.C., 1997].

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 [Вардуни Т.Н., 2007]. 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 Ю. С. Иванова, H.H. Панферовой, И. В. Самаркиной [Иванов Ю.С., 2010; Панферова H.H., 1998; Самаркина И. В., 1999]. Учебная книга как средство социализации и формирования информационной культуры исследовалась в диссертационных работах Е. А. Воротневой, E.H. Кикшель, Е. В. Пономаревой, Т. Н. Романченко [Воротнева Е.А., 2002; Кикшель E.H., 1992; Пономарева Е. В., 2003; Романченко Т. Н., 2005]. Исторические проблемы определения принципов отбора содержания образования являлись предметом специального рассмотрения Ч. Куписеви-чем, И .Я. Лернером, Б. Т. Лихачевым, М. Н. Скаткиным и др. [Куписевич Ч., 1986; Лернер И. Я., 1974; Лихачев Б. Т., 2001; Скаткин М. Н., 1984].

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 книгахпоисками 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:

1. На основе ретроспективного анализа основных направлений развития представлений о картине мира в трудах философов и естествоиспытателей определить последовательность вхождения их основополагающих идей в содержание обучениявыявить основные подходы, характеризующие представленность концепта «физическая картина мира» в содержании школьной учебной книги ХУИ-ХХ1 вв.

2. Выявить динамику смены учебно-образовательных текстов и книг образовательного назначения, отражающих концепт «физическая картина мира», в контексте их дидактических трансформаций.

3. Установить специфику отражения физической картины мира в учебных книгах в различные исторические периоды и характеризовать особенности их дидактических проекций.

4. Систематизировать принципы обновления содержания образования, раскрывающего особенности физической картины мира в школьной учебной книгеустановить факторы их актуализации в контексте новых требований к уровню подготовки обучающихся.

Гипотезы исследования:

1. Концепт «физическая картина мира» может найти отражение не только в современных школьных учебниках по физике, но и в книгах образовательного назначения, 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 естествоиспытателейизбрать 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 макетоврассмотреть систему принципов, способствующих обновлению содержания образования, в логике и последовательности реализации требований к уровню подготовки обучающихсявыявить 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. Скат-кин, 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 (Л.С. Выготский, Н. П. Дубинин, В.Н. Кудрявцев), 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 (сравнительно-исторический, историко-структурный и конструктивно-генетический методы).

Источниками исследования следующие: нормативно-правовые и программные документы, определяющие государственную политику и стратегию развития науки и образованияучебники и методические пособия по физике, изданные с конца XVII века по настоящее время в России и за рубежомотечественные и зарубежные исследования диссертационного и монографического жанра по педагогике и философии, выполненные в период времени с 1998 по 2008 годыбиблиографические источники, справочники, словарипервоисточники, содержащие научные материалы по физике (книги, сборники научных статей) — данные, приводимые в периодической печати и Интернетепакет прикладных программ, допущенных Министерством образования РФ, предназначенных для компьютерной поддержки современного урока по физикеданные 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 экземп-ляризма во второй половине XX — начале XXI века («Физика -10,11» Г. Я. Мя-кишева, Б. Б. Буховцева, 2000, «Физика-9» A.B. 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 Южнороссийского 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 — XXI 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. 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 фи-лософско-математических трактатах, в которых качественное описание природы уступает место количественному- 2) в специальных учебно-образовательных книгах универсального и специального назначения, являющихся собраниями знаний о мире и основанных на идее универсального параллелизма, признающей общность главных принципов, управляющих природой и человеком. 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.

3. Развитию представлений о физической картине мира соответствовал доминирующий в педагогике подход к формированию и представлению содержания учебной книги. Основой представления механистической картины мира (ХУП-ХУШ вв.) являлась концепция дидактического энциклопедизма, электромагнитная (XIX в.) представлена преимущественно в рамках концепции дидактического формализма, изложение кеантово-релятиеистской теории (XX — XXI вв.) соответствует положениям концепции дидактического экземп-ляризма. 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 введениядвух глав, включающих шесть параграфовзаключения, содержащего выводы, практические рекомендации и перспективы дальнейшего исследования проблемыспи.

Выводы по второй главе.

Вторая глава «Качественное своеобразие реализации требований дидактических принципов в контексте развития представлений о физической картине мира в учебной книге» включает три параграфа. В начале главы рассмотрена эволюция системы дидактических принципов как фактора обновления содержания общего образования в контексте смены представлений о физической картине мира, которую открывает принцип энциклопедизма в работах Я.А. Ко-менского (XVII в.). Идея энциклопедизма и пансофии нашла свое дидактическое выражение в принципе концентрического расположения материала. Устанавливается, что примерно до конца XVIII века учитывается исключительно содержательная функция: первые книги, созданные для учебных целей — это сборники 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 века появляются первые атрибуты учебника: первые признаки акцентирования учебно-воспитательных задач, активизация познавательной деятельности, оптимизация средств усвоения. В этот период времени в отборе содержания материала учебной книги начинает проявляться принцип дидактического формализма, требующий рассмотрение 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, принцип целостности. До начала XIX в. в учебниках господствует описание множества экспериментов (зачастую бессистемное), явлений природы, технических устройств. В конце XIX в. имел место принцип историзма — использование материалов истории физики наряду с другими средствами активизации интереса учащихся к предмету (в России этот прием впервые был применен профессором Московского университета H.A. Любимовым (1861 г.).

Проведя анализ тематических блоков современного английского учебника по физике и традиционного отечественного учебника «Физика-11», приходим к выводу о том, что 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 и наконец, системности.

Обосновав важность инструментальных компьютерных средств обучения в разнообразии форм и методов проведения уроков, лабораторных работ, серьезных естественнонаучных исследований, подчеркиваем, что в процессе обучения физике необходимо создавать условия, способствующие воспитанию личности, адаптированной к современным условиям жизни, а также формировать научное мировоззрение, опираясь на знания о физической картине мира. 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 возможности моделирования, имитации изучаемых процессов и явлений, информационно-учебной деятельности, учебно-игровой, экспериментально-исследовательской, а также аудиовизуальной форм обучения. 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.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В условиях современного информационного общества школа должна не просто обеспечить равные возможности для приобретения знаний и воспитательных навыков своим подопечным, но и создать условия для реализации каждым школьником своих индивидуальных особенностей и способностей. Поэтому в настоящее время большое внимание уделяется личностно-ориентиро-ванному воспитанию в процессе обучения естественнонаучным дисциплинам. Развитие уникальной, адаптированной в условиях информационного общества, социально значимой и всесторонне развитой личности требует постоянного сознательного 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.

При формировании учебного материала по физике необходимо выявить качественное своеобразие опоры на общедидактические принципы в условиях перехода к информационному обществу и введения в содержание общего образования новейших естественнонаучных достиженийпересматривать систему принципов, способствующих обновлению содержания образования, в логике и последовательности реализации требований к уровню подготовки обучающихся. В диссертационном исследовании подробно изучены и изложены новейшие подходы к формированию учебного материала по физике, отвечающие требованиям современности, а также используемые диссертантом методы и приемы преподавания предметов естественнонаучных дисциплин. Установлены закономерности эволюции системы дидактических принципов, которые направлены на обновление содержания естественнонаучного образования с учетом развития и совершенствования научной картины мира. В качестве доминирующих на протяжении нескольких веков были выделены следующие концепции: энциклопедизм, дидактический формализм, экземпляризм. Принцип наглядности, базирующийся на идеях природосообразности оказался наиболее эволюционирующим на протяжении всей истории естествознания. Сначала это была прямая демонстрация физических опытов, затем появилась опора на представления, полученные ранее чувственным путем, далее наглядность выражали всевозможные таблицы, картины, схемы и, наконец, педагоги пришли к использованию символьных изображений информации с применением различных приемов техники визуализации, что способствут обновлению содержания (нанообразование в школе), повышению информационной емкости урока и качества образования.

В условиях резкого перехода к информационному обществу возросли требования к уровню преподавания учебного материала, происходит переход от письменно-книжного изложения к аудиовизуальному (экранному), так как современные ученики совершенно не читающие, а экранный материал воспринимают быстро и легко. Таким образом, постепенно осуществляется переход со знаниевой (воспроизводящей) парадигмы на комптентностную. Экспоненциальное нарастание коммуникационно-информационных потоков вызывает необходимость оперировать малым объемом информации для решения серьезных задач в ситуации неопределенности.

Учитывая, что основные положения диссертационного исследования были апробированы и одобрены на международных научно-практических конференциях в педагогическом институте Южного федерального университета, на базе Карачаево-Черкесского педагогического университета, в Гродненском государственном университете имени Янки Купалы, на факультете психологии ЮФУ г. Ростов-на-Дону и др. возможно использование результатов и выводов исследования в процессе реализации общеобразовательной программы по физике в общеобразовательной школе, разработке учебных пособий, методической литературы, рабочих программ по физике.

В диссертации намечаются направления дальнейшего исследования. При дальнейшем исследовании проблемы эволюции принципов обновления содержания общего образования представляется перспективным исследование вопросов, связанных с определением влияния дидактических принципов на формирование и обновление содержания естественнонаучного образования с учетом новейших достижений в области естествознания, а также с нахождением походов к реализации системы дидактических принципов как условия повышения качества образования и формирования естественнонаучной картины мира обучающихся.