Концепция профессионально ориентированного курса "Элементарная физика" в педвузе

И. А. Иродова, Е. И. Смирнов

Ведущие принципы высшего образования: фундаментальность, целостность и ориентация на интересы формирования человеческой личности - могут быть реализованы при условии выполнения системы требований к системе организации самого образовательного процесса. В связи с этим содержание физического педагогического образования должно претерпеть серьезные изменения.

Структурообразующим фактором проектируемой дидактической системы является концепция фундирования, предложенная В.Д. Шадриковым [1]. В связи с выявленными тенденциями было предложено углубить теоретическую и практическую составляющие предметной подготовки будущего учителя физики, изменив ее содержание и структуру в направлении усиления в ней школьного компонента с последующим фундированием знаний на разных уровнях. Фундирование - это процесс создания условий (психологических, педагогических, организационно-методических) для актуализации базовых элементов школьной и вузовской физики с последующим теоретическим обобщением структурных единиц, раскрывающим их сущность, целостность и трансдисциплинарные связи в направлении профессионализации знаний и формирования личности педагога.

Концепция фундирования элементов школьной физики (знаний, умений, навыков, физических методов познания) предполагает развертывание в процессе предметной подготовки студентов следующих элементов:

определение содержания уровней базового школьного учебного элемента (знания, умения, навыки, физические методы познания, идеи, алгоритмы и процедуры);

определение содержания уровней и этапов (профессионального, фундаментального и технологического) развертывания базового вузовского учеб-ного элемента;

определение технологии фундирования (диагностируемое целеполагание, наглядное моделирование уровней глобальной структуры, локальной модельности, управления познавательной и творческой деятельностью студентов, блоки мотивации базовых учебных элементов);

определение методической адекватности базовых школьных и вузовских (фундированных) учебных элементов на основе современных методических концепций.

Принципиальным отличием формируемой концепции фундирования является определение профессионально ориентированной теоретической основы для спиралевидной схемы развертывания и моделирования базовых учебных элементов в направлении их творческого обобщения в системе предметной подготовки студентов педвузов. Если отталкиваться от содержания школьного предмета физики в направлении его послойного фундирования в теоретических курсах дисциплин предметного блока, то объем, содержание и структура предметной подготовки должны будут претерпеть значительные изменения в плане практической реализации теоретического обобщения школьного знания по принципу "спирали".

В ходе нашего исследования по определению содержания и технологий профессиональной подготовки учителя физики [10] была разработана концепция профессионально ориентированного курса в предметном блоке дисциплин, в котором планируется осуществлять раннюю профессионализацию будущего специалиста, начиная с первого года обучения в педагогическом вузе. В процессе разработки концепции данного курса, который мы назвали "Элементарная физика", было проведено исследование теоретических основ его содержания, в результате которого были определены:

цели обучения (в процессе преподавания курса в качестве дисциплины предметного блока);

подходы к его содержанию, позволяющие осуществлять преемственность как профессиональной, так и предметной подготовки учителя физики в педагогическом вузе;

принципы и критерии отбора содержания курса в условиях профессионально ориентированной и личностно ориентированной подготовки будущего учителя физики, что позволило нам в дальнейшем построить модель его профилированной программы.

Цели обучения физике в высших профессиональных учебных заведениях можно классифицировать, выделив общие (воспитательные и дидактические), частные (предметные) и специфические (профессионально направленные), которые должны являться основным фактором определения содержания предмета. Дифференциация целей обучения физике в классических и в профильных университетах (например, техническом, педагогическом и др.) определяет и различную профессиональную значимость учебных занятий.

Исследование профессиональных задач учителя физики позволило определить, какие же способности, характеристики, качества, знания и умения обеспечивают (или гарантируют) ему успешность профессиональной деятельности (его конкурентоспособность). В идеале педагогическому вузу (как, впрочем, и любому профильному вузу) необходимо иметь обобщенную модель будущего специалиста, которая выступала бы в качестве цели функционирования образовательного процесса и выполняла бы функцию системообразующего фактора.

Анализ концептуальных подходов к определению модели специалиста с высшим педагогическим профессиональным образованием [1,2,6,8,9,12] позволил нам выделить базовые элементы модели его конкурентоспособности в области профессиональной деятельности. Таким образом, мы назвали следующие элементы:

I - "Объекты освоения в процессе подготовки" (мышление, эмоционально-волевая сфера, способы деятельности и поведения, ценности и ценностные ориентации, знания, опыт, традиции, нормы);

II - "Требования к личностным качествам будущего специалиста" (психологические, мыслительные, поведенческие);

III - "Требования к умениям, навыкам и способам деятельности специалиста" (межличностные роли, деятельность, принятие решений, информационные роли).

При этом элементы II и III имеют значение результатов (цели) подготовки специалиста. Для определения содержания и способов организации процесса подготовки специалиста в педвузе ориентиром может быть принят элемент I, выявляющий структуру культуры специалиста. Его компоненты по отношению к дисциплинам предметного блока (учебного плана подготовки учителя физики) могут быть разделены на два основных вида:

объекты, развитие которых может происходить непосредственно на занятиях по дисциплинам предметного блока;

объекты, развитие которых может быть связано с данными занятиями лишь опосредованно.

К первому виду компонентов можно отнести:

знания, приобретенные на занятиях по дисциплинам предметного блока, с точки зрения их профессиональной значимости;

способы деятельности и поведения (умения, навыки, приемы), которые могут быть сформированы на экспериментальных и практических занятиях, для переноса их в профессиональную деятельность;

мышление, необходимое для успешного выполнения в будущем профессиональной деятельности;

эмоционально-волевые проявления, способствующие успеху в освоении как учебной, так и профессиональной деятельности.

Ко второму виду компонентов, связанных с занятиями по дисциплинам предметного блока опосредованно, отнесем: ценности и ценностные ориентации, опыт, традиции, нормы, которые могут формироваться на основе компонентов первого вида. Так, например, знания и умения способствуют накоплению опыта, а положительное эмоциональное отношение фор-мирует мотивацию и ценностные ориентиры.

Таким образом, рассматривая специфику изучения дисциплин предметного блока в профильном педагогическом вузе, необходимо отметить: особая их роль состоит в том, чтобы способствовать развитию личностных качеств обучаемых и формированию в процессе обучения:

системы профессионально значимых знаний;

профессионально значимых умений;

профессионального типа мышления;

эмоциональной сферы, необходимой для успешного освоения учебной и профессиональной деятельности.

Рассмотрим далее возможные подходы к отбору содержания профессионально ориентированного курса "Элементарная физика", учитывая выявленные цели обучения и общие тенденции в развитии системы профессионального образования.

В первую очередь, необходимо отметить, что профильность обучения накладывает на содержание данного курса следующие условия (рис.1):



Рис. 1. Условия, влияющие на содержание профессионально ориентированного курса "Элементарная физика"

стандартизации (с учетом регионального компонента содержания);

межпредметных связей с дисциплинами общекультурного, общепрофессионального и предметного блоков;

непрерывности (отсутствие тупиковых путей в образовании, возможность продолжить образование по профилю подготовки, чему должна способствовать преемственность образовательных программ: многоуровневых, многоступенчатых, многопро-фильных).

На схеме рис. 1 есть пунктирные связующие линии, которые указывают на намеченные тенденции в образовательной политике, имеющие пока большей частью декларативный характер (опережающее образование, плюрализм и демократизация образования), хотя учет национальных традиций в образовательной политике, на наш взгляд, важен, поскольку трудно представить чисто прагматический западный подход к подготовке специалистов в наших профессиональных учебных заведениях любого уровня, ибо в России образовательные учреждения выполняют еще социальную функцию "занятости" молодежи данного возраста. Вопросы воспитания личности учащегося и его развития в условиях образовательного учреждения имеют одно из первостепенных значений. Следовательно, логическая структура профессионально ориентированного курса "Элементарная физика" должна подчиняться основным принципам стандарта высшего педагогического образования по специальности "физика", отражать региональные экономические и социальные условия и обеспечивать непрерывность и преемственность в получении более высокого профессионального образования по данному профилю подготовки (рис. 1).

Для определения физического инварианта содержания курса ЭФ, учитывая его понятийную взаимосвязь и преемственность в изучении (в течение всех пяти лет обучения в педвузе) с физическими дисциплинами предметного блока, мы будем придерживаться следующих основных положений, предложенных в ряде исследований по проблемам изучения курса физики [3,4,5,6,7,9]:

1. Источником содержания данного физического курса (ЭФ) должно являться содержание физики-науки, и поэтому в курсе "Элементарная физика" должны быть отражены следующие основные физические идеи:

Физическая картина мира (ФКМ) как часть "обобщенной и систематизированной совокупности знаний о природе - естественнонаучной картины мира". Под ФМК понимают систему фундаментальных идей, понятий и законов физики.

Важнейшими компонентами понятийной структуры ФКМ являются:

исходные философские идеи, включающие представление о материи, пространстве и времени, движении и взаимодействии;

физические теории с присущими каждой из них структурными элементами (основанием, ядром, следствиями и интерпретацией);

связи между теориями, выражаемые методологическими принципами соответствия, дополнительности, симметрии, причинности.

В современной квантово-полевой картине мира материя рассматривается как квантово-полевая. Это означает, что:

она существует в двух видах: вещества и поля - и на первый план выступает не различие этих видов материи, а их единство;

движение в этой картине мира подчиняется принципу неопределенностей;

представления о пространстве и времени перешли в квантово-полевую картину мира из электродинамической (где пространственные и временные характеристики движения объектов зависят от скорости их движения, а пространство и время связаны с тяготеющими массами).

В рамках квантово-полевой картины мира выделены четыре типа фундаментальных взаимодействий, которые:

ответственны за изменение состояния всех известных объектов и их строение: сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное;

носят обменный характер.

2. Учебный физический курс может иметь различную структуру в зависимости от поставленных учебных целей. При этом необходимо учитывать, что, поскольку существуют различные классификации физических теорий, - последовательность и логика изложения учебного материала могут варьироваться.

Как показал анализ учебных программ, в основу структурирования учебных курсов по общей и теоретической физике в педагогическом вузе легла классификация физических теорий по Гейзенбергу, в которой выделены четыре большие системы понятий и аксиом:

механика Ньютона, включая небесную механику;

электродинамика, включая волновую оптику и специальную теорию относительности;

статистическая механика;

квантовая теория.

Данная классификация "удобна" с дидактической точки зрения, поскольку она проведена в соответствии с формами движения материи и учитывает динамику развития физической науки. Кроме того, классификация Гейзенберга относится к фундаментальным теориям, включающим в себя блоки частных теорий, и позволяет познакомить учащихся с каждой из них на том или ином уровне.

3. Осуществление преемственности со школьной подготовкой в процессе обучения курсу "Элементарная физика" требует учета нормативных документов по физике для средней школы. Так, в соответствии с обязательным минимумом содержания среднего (полного) общего образования, принятым 30.06.99 Министерством образования РФ, - для общеобразовательных учреждений определены 6 основных разделов курса физики (или содержательно-методических линий):

методы научного познания и физическая картина мира;

механика;

молекулярная физика и термодинамика;

электродинамика;

оптика;

квантовая физика.

Раздел "Методы научного познания и физическая картина мира" не выделен в существующих учебных программах и учебниках для отдельного и специального изучения. Предполагается, что он определяет общий концептуальный подход к изучению всего курса физики как основы естествознания, формирующей общие методы научного познания и основу естественнонаучной картины мира - физическую картину мира. Все последующие разделы курса физики (механика, молекулярная физика, термодинамика, электродинамика, оптика и квантовая физика) должны рассматриваться с точки зрения использования методов научного познания и способствовать формированию единой физической картины мира.

В соответствии с названными выше требованиями к физической компоненте курса "Элементарная физика":

в основе ее содержания лежит содержание физики-науки,

ее структура имеет логику физического предмета педвуза,

она осуществляет преемственность со школьной программой по физике.

Предлагаемое нами соотношение названий разделов и тем курсов "Элементарная физика" (ЭФ), "Общая физика" (ОФ) и "Теоретическая физика" (ТФ) приведено в табл. 1, указаны их временные сроки изучения по семестрам и сделаны ссылки на соответствие тем ЭФ содержанию тем школьной программы по физике.

Таблица 1

Взаимосвязь разделов учебных курсов педвуза по дисциплинам (элементарная физика (ЭФ), общая физика (ОФ), теоретическая физика (ТФ)) со школьной программой по физике (ШФ)

Из табл.1 видно, что изучение разделов и тем в курсе "Элементарная физика":

может предшествовать (механика, молекулярная физика), изучаться параллельно (электродинамика) и следовать за изучением соответствующих разделов в курсах общей и теоретической физики (квантовая физика);

позволяет осуществлять понятийную связь с соответствующими разделами школьной программы по физике, но при более расширенной и углубленной их проработке, что способствует формированию соответствующих содержательно-методических линий.

При этом содержательно-методическую линию "Освоение методов научного познания и физической картины мира" следует рассматривать как совокупность главных учебно-методических задач курса "Элементарная физика", то есть курс ЭФ как дисциплина предметного блока должен формировать знание и понимание:

функций и взаимосвязи эксперимента и теории в процессе познания природы;

моделирования явлений и объектов природы;

научных гипотез;

роли математики в физике;

сущности физических законов и причин существования границ их применимости;

принципа соответствия;

принципа причинности;

физической картины мира.

С другой стороны, в соответствии с концепцией фундирования базовых учебных элементов школьной физики и ранней профессионализации учителя в педвузе [1], курс "Элементарная физика" должен выполнять профессионально направленную функцию, которая определяет специфику обучения. Его содержание и реализуемая в нём технология обучения студентов-физиков должны быть направлены на формирование профессионально важных качеств будущего учителя физики (см. компоненты структуры культуры специалиста):

предметных физических знаний;

профессиональных умений в их использовании;

профессионального физического мышления;

положительного эмоционального восприятия предмета;

накопления личного педагогического опыта;

учёта традиций отечественной школы и норм, определённых Государственными образовательными стандартами по физике (полной) средней школы и высшего педагогического образования по подготовке учителя физики.

Таким образом, содержание курса "Элементарная физика" должно представлять собой синтез трех составляющих:

физический инвариант содержания, отражающий современный курс физики;

гуманитарный аспект, представляющий реализацию концепции личностно ориентированного образования;

профессионально-ориентированный аспект, отражающий специфику профессионально направленного обучения.

Возможности и полнота реализации дидактических принципов конструирования курса "Элементарная физика" определяются названными выше целями обучения. Содержание того или иного принципа конкретизируется с помощью критериев, которые позволяют соответствующим образом отобрать учебный материал.

Выделенные нами в ходе исследования принципы и соответствующие им критерии отбора содержания курса "Элементарная физика", отражающие физический инвариант и профильные компоненты, позволили в дальнейшем определить структурные элементы модели профилированной программы данного курса [10].

В соответствии с теоретическими положениями и требованиями, предъявляемыми к учебным программам [11], разработанная нами модель отражает основные функции программы - фиксации и нормирования учебного материала. При создании модели программы учитывалось, что инструментами ее конструирования являются факторы, принципы и критерии, которые непосредственно воздействуют на источники формирования содержания курса "Элементарная физика". Описательная модель курса "Элементарная физика" дана в табл.2

Таблица 2

Описательная модель профилированной программы обучения по курсу "Элементарная физика"

Функция фиксации учебного материала	Источники содержания предмета		Содержание обучения по физическим курсам в педвузе; будущая профессиональная деятельность студентов (учитель физики); познавательная деятельность студентов в процессе обучения
	Факторы, влияющие на отбор содержания предмета		Цели обучения (общеобразовательные в рамках системы высшего физического образования и специфические - профессионально ориентированные); способности и интересы студентов, их профессиональные намерения; предложенная нами выше модель подготовки специалиста.
	Требования к содержанию предмета		Обеспечение в процессе обучения базовой физической подготовки, достаточной для продолжения образования, как по физическим курсам предметного блока, так и по курсу методики преподавания физики, по ПРФЗ и ТШЭ, учет видов учебной и будущей профессиональной деятельности учителя физики, обеспечение преемственности содержания обучения на основе концепции фундирования, формирование в процессе обучения личностных качеств студентов (в соответствии с концепцией личностно-ориентированного образования и моделью подготовки специалиста).
	Состав содержания предмета		Профессионально-ориентированная и личностно ориентированная система базовых знаний по курсу физики в педвузе, способов деятельности (умений), опыта интеллектуальной и творческой деятельности, опыта эмоционально-ценностного отношения, позволяющих при их освоении формировать конкурентоспособную личность будущего специалиста с квалификацией "учитель физики".
	Принципы отбора содержания предмета		Научности, системности, последовательности, связи теории с практикой, индивидуального и дифференцированного подхода, создания положительного отношения к учению и мотивации, профнаправленности, межпредметных связей, преемственности, проблемного обучения.
	Учебные разделы программы		Разделы курса "Элементарная физика" (ЭФ), взаимосвязанные с разделами учебных курсов по общей физике (ОФ), теоретической физике (ТФ), читаемых в педвузе, и со школьной программой по физике (ШФ)
Функция нормирования учебного материала	Объем учебного материала		Структура и основные элементы курса физики в педвузе + основы профессионально значимых знаний и умений
	Требования к усвоению учебных элементов и степени обученности студентов	Объем знаний	Мировоззренческий минимум
			Базовые знания по школьному курсу физики
			Профессионально-ориентированные знания
			Знания по углубленному изучению школьного курса физики
		Уровни освоения учебной деятельности	Репродуктивный уровень	Фактические умения (узнавание)
				Операционные умения (действовать по алгоритму)
			Продуктивный уровень	Аналитические умения (способность к анализу и переносу знаний)
				Творческие умения (способность находить нетривиальные решения)

Список литературы

Афанасьев В.В. Поваренков Ю.П., Смирнов Е.И., Шадриков В.Д. Профессионализация предметной подготовки учителя математики в педагогическом вузе: Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 2000. 389 с.

Борисова Н.В. Конкурентоспособность будущего специалиста как показатель качества и гуманистической направленности вузовской подготовки. Набережные Челны,1996.

Голубева О.Н. Теоретические проблемы общего физического образования в новой образовательной парадигме. Автореф. дисс... докт. пед. наук. С.-Пб., 1995.39 с.

Данильчук В.И. Гуманитаризация физического образования в средней школе. (Личностно-гуманитарная парадигма): Монография. Волгоград: Перемена, 1996. 184 с.

Иродова И.А. Дифференцированное обучение физике в профессиональной школе: Ярославль: Изд-во ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2000. 170 с.

Карпиньчик П. Деятельностный подход к проектированию учебного процесса (на

примере обучения физике). Автореф. дисс... докт. пед. наук. М., 1996. 36 с.

Мултановский В.В. Физические взаимодействия и картина мира в школьном курсе. М.: Просвещение, 1977. 168 с.

Новиков А.М. О преемственности образовательных программ //Специалист. 1997. № 4. С. 2-4.

Пурышева Н.С. Методические основы дифференцированного обучения физике в средней школе. Автореф. дисс... докт. пед. наук. М., 1995. 42 с.

Содержание и технологии профессиональной подготовки учителя физики средней (полной) школы в педагогическом вузе: Научный отчет по ЕЗН МО РФ "Физика", 2001.

Теоретические основы содержания общего среднего образования / Под ред. В.В. Краевского, И.Я. Лернера. М.: Педагогика, 1983. С.146-160.

Чернилевский Д.В., Филатов О.К. Конкурентность будущего специалиста как показатель качества его подготовки // Специалист. 1997. № 1.С.29-32.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.yspu.yar.ru