Інтеграція знань з фізики і математики як засіб формування творчого мислення старшокласників - Автореферат

Питання інтеграції знань учнів і, зокрема, одного з її найбільш розроблених рівнів - міжпредметних звязків - досить ґрунтовно висвітлювалися в методичній і психолого-педагогічній літературі, особливо в 70-90 рр. ХХ століття у звязку з переходом загальноосвітньої середньої школи на новий зміст освіти, у працях відомих педагогів і методистів: О.І. На основі аналізу науково-методичних праць можна зробити висновок, що дисертаційних досліджень з проблеми інтеграції знань з фізики і математики як засобу формування творчого мислення старшокласників до цього часу в Україні не проводилось. Цим визначається доцільність вибору і проведення науково-методичного дослідження з теми „Інтеграція знань з фізики і математики як засіб формування творчого мислення старшокласників”. Зауважимо, що в даній дисертаційній роботі термін „старшокласники” будемо відносити до тих учнів, які вивчають систематичну частину курсу фізики (9, 10, 11 класи), тобто будемо дотримуватись структури шкільного курсу фізики, а не теперішньої структури загальноосвітньої середньої школи. Мета дослідження - створити методику інтеграції знань з фізики і математики як засобу формування творчого мислення старшокласників (на базі програмного матеріалу, доповненого авторським методом гіперболічного параболоїда та технології навчання з включенням прийому орієнтування дій учнів на перспективу); дослідити можливості цієї методики, дати теоретичне обґрунтування та експериментально перевірити її ефективність.Наголошується, що оскільки інтуїтивне мислення є центральною ланкою процесу творчості (воно спирається на згорнуте сприйняття індивідом всієї проблеми відразу і не має чітко виражених етапів), а інтуїтивна здогадка полягає у виборі потрібних елементів знань, то реальною базою інтуїції слугують засвоєні індивідом зінтегровані різнопредметні знання (і, зокрема, фізико-математичні). У роботі виокремлено ряд дидактичних проблем інтеграції знань з фізики і математики, для розвязання яких можуть бути використані наступні заходи як резерви дидактики фізики: · відслідковувати інтеграцію знань у науці з метою принагідного впровадження в шкільну практику; Таким чином, у результаті аналізу стану та ролі інтеграції знань у науці та освіті було виявлено ряд резервів розвязання такої актуальної проблеми дидактики, як формування творчого мислення старшокласників - саме через інтеграцію знань з фізики і математики. У другому розділі „Методика здійснення інтеграції знань з фізики і математики як засобу формування творчого мислення старшокласників у сучасній загальноосвітній школі” висвітлюються особливості інтеграційних процесів та їх роль у формуванні творчого мислення старшокласників; розробка методики інтеграції знань учнів з фізики і математики у контексті формування продуктивного стилю мислення старшокласників; формування інтегративних знань учнів з фізики і математики засобами компютерних технологій; розробка й упровадження в навчально-виховний процес дидактичних матеріалів з інтеграції знань учнів. У дисертаційній роботі представлена в авторській розробці деталізована змістово-процесуальна схема інтеграції знань при розвязанні учнем конкретної фізичної задачі пошуково-творчого спрямування, де розкривається звязок інтеграції знань з фізики (Ф) і математики (М) з творчим мисленням учня, подається формула цього звязку: Ф M творче мислення ? Фпідс Мпідс DФ DM , DФ DM > 0, де Фпідс. Мпідс.При формуванні змісту освіти певною мірою використовується принцип інтегративності, спрямований на надання можливості учневі застосовувати (вінтегровувати) набуті знання з одного предмету в розвязання ряду завдань з інших предметів. Формування творчого мислення старшокласників як процес його зміни і розвитку потребує відповідного зовнішнього цілеспрямованого впливу за допомогою певного комплексного засобу. Спрямованість впливу визначається психофізіологією процесу творчого мислення: домінує робота правої півкулі головного мозку - візуальність, цілісне сприйняття обєкта, варіативність, інтуїтивність, стимуляція лівопівкульного мислення - логічного; рамки часу, протягом якого повинні зберігатися умови для творчої діяльності учня, залежать від його здібностей. Дане дослідження показує, що цілеспрямований вплив на формування творчого мислення старшокласників можна чинити за допомогою інтеграції знань з фізики і математики як комплексного навчально-методичного засобу, основними складовими якого, зокрема, є: 1) Введення у шкільний курс фізики і математики авторського методу гіперболічного параболоїда як нового елемента бази мислення. 2) Упровадження розроблених автором блоків багатоваріантних завдань творчого спрямування як обєкта творчих дій (із застосуванням методу гіперболічного параболоїда) для довготривалої самостійної роботи, організація якої потребує орієнтування дій учнів на перспективу; дидактичних ігор, театральних уроків та матеріалів гурткової роботи як заключних форм творчої діяльності.

Основний зміст дисертаціїОсновний зміст дисертації викладено у таких публікаціях

1. П о в а р С. В. Доцільність введення в шкільний курс математики гіперболічного параболоїда // Педагогічні науки. Зб. наук. праць.: Вип. 15. - Ч.ІІ. - Херсон: Айлант, 2000. - С. 67 - 73.

2. П о в а р С. В. Завдання для самостійної роботи і контролю знань учнів з основ молекулярно-кінетичної теорії і термодинаміки // Фізика та астрономія в школі, 2001. - №1. - С. 6 - ІЗ.

3. П о в а р С. В. Інтегративні підходи до проблеми розвязування задач з фізики // Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики: Зб. наук. праць: В 3-х томах. - Кр. Ріг: Вид. відділ КДПУ, 2001. - Т.2. - С. 247-252.

4. П о в а р С. В. Пошуки інтегративного методу геометричного подання ізопроцесів в ідеальному газі // Наук. записки. - Серія: Педагогічні науки. - Засоби реалізації сучасних технологій навчання. - Вип.34. - Кіровоград: РВЦ КДПУ ім. В. Винниченка. - 2001. - С. 152 - 155.

5. П о в а р С. В. Активізація самостійної продуктивної діяльності учнів на уроках фізики (інтегративний підхід) // Зб. наук. праць. Педагогічні науки. - Вип. 24. - Херсон: Айлант, 2001. - С. 231 - 236.

6. П о в а р С. В. Навчаюча компютерна програма як засіб реалізаці ї інтеграції знань // Зб. наук. праць: - Матеріали наук. практ. конференції "Інформаційні технології в освіті ". - Бердянськ: ДЦПУ, 2001. - С. 320 - 325.

7. П о в а р С. В. Завдання для самостійної роботи і контролю знань учнів з кінематики прямолінійного рівнозмінного руху // Фізика та астрономія в школі, 2002. - №2. - С. 9 - 13.

8. П о в а р С. В. З досвіду інтеграції знань з фізики і математики у позаурочніі роботі // Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики: Зб. наук. праць: В 3-х томах. - Кр.Ріг: Вид. відділ НАЦМЕТАУ, 2002. - Т. 2: Теорія та методика навчання фізики. - С. 258 - 263.

9. П о в а р С. В. Розробка дидактичної гри "Падаючі кульки" з кінематики. Фізика, 9 клас // Фізика та астрономія в школі, 2002. - №4. - С. 7 - 10.

10. П о в а р С. В. Побудова графіків ізопроцесів в ідеальному газі з використанням гіперболічного параболоїда як засіб формування просторового мислення старшокласників // Матеріали Міжнар. конф. "Сучасні тенденції розвитку природничо-математичної освіти" - Херсон: Вид. ХДПУ, 2002. - С. 230 - 233.

11. П о в а р С. В. Цикл наукової творчості та відтворення його ланок при вивченні фізики // Теорія та методика навчання математики, фізики, інформатики: 36. наук. праць. Вип. 3. - В 3-х томах. - Кр. Ріг: Вид. відділ НАЦМЕТАУ, 2003. - Т.2: Теорія та методика навчання фізики. - С. 262 - 265.

12. П о в а р С. В. Завдання для самостійної роботи і контролю знань учнів з динаміки прямолінійного рівнозмінного руху // Фізика та астрономія в школі, 2003. - №6. - С. 2 - 7.

13. П о в а р С. В. Взаємозвязок творчого мислення та інтеграції знань на елементарному рівні // Теорія та методика навчання фундаментальних дисциплін у вищій школі: Зб. наук. праць. - Кр.Ріг: Вид. відділ НАЦМЕТАУ, 2005. - С. 239 - 242.

14. П о в а р С. В. Функціональні звязки процесу розвязування творчого завдання // Фізика та астрономія в школі, 2007. - №2. - С. 17 - 18.

15. П о в а р С. В. Метод визначення найімовірніших поправок на випадкове угадування відповідей у тестах розпізнавання // Матеріали Всеукраїнської наук.-практ. конференції „Науково-методичні засади моніторингу якості освіти в педагогічних університетах” -Київ.-2007. -НПУ ім.. М.П. Драгоманова.

Размещено на .ru

Проблема методики формування творчого мислення старшокласників як елемента стратегічної цілі освіти в Україні досі є актуальною. Потужним засобом її розвязання може бути інтеграція різнопредметних знань. При формуванні змісту освіти певною мірою використовується принцип інтегративності, спрямований на надання можливості учневі застосовувати (вінтегровувати) набуті знання з одного предмету в розвязання ряду завдань з інших предметів. Для інтеграції знань на елементарному рівні характерним є не тільки змістовий аспект, а й процесуальний - поєднаний з процесом творчого мислення учня (і тільки це поєднання дає приріст знань).

Формування творчого мислення старшокласників як процес його зміни і розвитку потребує відповідного зовнішнього цілеспрямованого впливу за допомогою певного комплексного засобу. Спрямованість впливу визначається психофізіологією процесу творчого мислення: домінує робота правої півкулі головного мозку - візуальність, цілісне сприйняття обєкта, варіативність, інтуїтивність, стимуляція лівопівкульного мислення - логічного; рамки часу, протягом якого повинні зберігатися умови для творчої діяльності учня, залежать від його здібностей.

Варіант розвязання цієї проблеми пропонується у даній роботі: 1. Дане дослідження показує, що цілеспрямований вплив на формування творчого мислення старшокласників можна чинити за допомогою інтеграції знань з фізики і математики як комплексного навчально-методичного засобу, основними складовими якого, зокрема, є: 1) Введення у шкільний курс фізики і математики авторського методу гіперболічного параболоїда як нового елемента бази мислення. У його основі - просторово-графічна модель системи процесів, які аналітично описуються залежністю виду z=kxy ( s=vt, N=Fv, U=IR, PV= ?RT, ... - 40% формул шкільного курсу фізики). Активізуючи правопівкульне (дивергентне) мислення учня, цей метод дозволяє: - покращити рівень просторово-графічного мислення у ході виготовлення і застосування просторових моделей;

- спростити процес подачі та сприйняття потужного обсягу знань;

- виробити в учнів уміння творчо застосовувати ці знання.

2) Упровадження розроблених автором блоків багатоваріантних завдань творчого спрямування як обєкта творчих дій (із застосуванням методу гіперболічного параболоїда) для довготривалої самостійної роботи, організація якої потребує орієнтування дій учнів на перспективу; дидактичних ігор, театральних уроків та матеріалів гурткової роботи як заключних форм творчої діяльності.

2. Як підґрунтя упровадження цих складових у навчальний процес у дисертаційній роботі розроблений ряд методологічних питань стосовно процесів інтеграції знань та творчого мислення: 1) Пропозиція резервів розвязання деяких дидактичних проблем, виокремлених у даному дослідженні.

2) Інтеграція знань та її інсайт в алгоритмах наукової творчості двох видів (авторські блок-схеми).

3) Звязок інтеграції знань з творчим мисленням учня, деталізована схема та формула цього звязку.

4) Функціональні звязки компонентів впливу на процес розвязування учнем творчої задачі, їх узагальнена схема.

5) Введення терміну „доцентрово-відцентрова” або „ланцюгова” інтеграція - стосовно інтеграції змішаного типу, схематичне зображення.

3. Розроблена методика здійснення інтеграції знань з фізики і математики у контексті формування продуктивного стилю мислення старшокласників, основними складовими якої є: 1) Система творчоспрямовуючих заходів та методичного забезпечення з інтеграції фізико-математичних знань учнів, її оглядова схема.

2) Особливості методики впровадження інтеграції знань з фізики і математики у компоненти впливу на формування продуктивного стилю мислення старшокласників. Схема.

3) Пропозиція щодо узгодження знаково-символьних позначень у графічних зображеннях фізичних процесів.

4) Формування інтегративних знань учнів з фізики і математики засобами компютерних технологій; авторська компоновка навчаючої компютерної програми та приклад її застосування.

5) Заміри психологічних характеристик здібностей та ЗУН учнів, блок відповідних тестів та анкет (9 позицій).

6) Методика введення поняття гіперболічного параболоїда як носія просторової системи графіків у шкільний курс математики; методика упровадження методу гіперболічного параболоїда у шкільний курс фізики.

7) Розробка тренінгів, вправ та завдань творчого спрямування для контрольних робіт і довготривалої самостійної роботи (що передбачають застосування методу гіперболічного параболоїда ) (16 позицій); дидактичної гри на подвірї „Падаючі кульки”( кінематика); театралізованого уроку „Відкриття на зіткненні двох наук”; матеріалу для занять фізико-математичного гуртка з виведення нової (авторської) формули фаз перекритості двох кругів.

4. Рівні сформованості творчого мислення учня, визначені у ході педагогічного експерименту, співзвучні з рівнями ЗУН і мають в основі оцінювання систему показників конвергентного і дивергентного мислення та самостійності у виконанні завдань творчого спрямування. Обробку результатів експерименту проведено з використанням методів математичної статистики. Одержані показники засвідчують (з ймовірністю Р?0,95) справедливість робочої гіпотези дослідження про суттєве підвищення рівня сформованості творчого мислення старшокласників внаслідок упровадження розробленої авторської методики інтеграції знань з фізики і математики.

Аналіз матеріалів дослідження засвідчує перспективність проблеми подальшої розробки методу просторових графіків та його упровадження у всі курси математики (і не тільки) від початкової до вищої школи.