Ваганова В.И.

Технология формирования у студентов, будущих учителей, экспериментальных умений в организации школьного физического эксперимента

Развитие у студентов, будущих учителей физики, экспериментальных умений требует от преподавателя, ведущего процесс обучения, ряда типовых профессиональных действий на основе их стандартного проектирования. Состав методических действий при обучении методике и технике демонстрационного эксперимента достаточно сложный, поскольку требует соблюдения, по крайней мере, восемнадцати правил. Технология формирования методических умений демонстрирования наиболее эффективна при организации поэтапного подхода. Отработка экспериментальных умений разбивается на следующие этапы: теоретический, практический, технологический, рефлексивный. Как известно, структурной частью профессионально-методической деятельности при проведении эксперимента является постановка и анализ цели как образца конечного продукта. Для осознанной постановки цели эксперимента на теоретическом этапе необходим содержательный анализ материала. Студент по рекомендованной литературе должен ответить на ряд вопросов и получить допуск в виде коллоквиума, теста или кратковременной беседы с преподавателем.

Как известно, структурной частью профессионально-методической деятельности при проведении эксперимента, является постановка и анализ цели как образца конечного продукта. Для осознанной постановки цели эксперимента на теоретическом этапе необходим содержательный анализ и структурирование учебного материала. На практическом этапе преподаватель показывает образец действия, акцентируя внимание на основных параметрах методики и техники эксперимента, моделирует структуру деятельности будущего учителя по формированию знаний, умений у школьников. на данном этапе формируется умение собирать экспериментальную установку, проводить измерения, выявлять физическую сущность наблюдаемого явления или процесса, делать выводы. На следующих занятиях отрабатывается методика и техника демонстрирования с показом образца действия и репродуктивного повторения несложных опытов. Формирование экспериментальных умений требует многократного повторения методических действий студентов в моделируемом обучении и во внеаудиторной самостоятельной работе. В результате многократного повторения приемов деятельности в разных ситуациях прием становится умением, а при более частом употреблении, превращается в навык. Этот путь формирования умений становится наиболее перспективным. Как утверждают психологи, "устойчивое формирование умений и навыков должно быть растянуто во времени" [2, с. 25].

Основанием для выбора физического эксперимента являются:

· учебно-воспитательные задачи данного этапа обучения;

· структура учебного физического познания и исследовательская деятельность учащихся;

· основные этапы формирования физических понятий;

· осуществление опыта творческой деятельности.

При отборе эксперимента ведущими следует считать учебно-воспитательные задачи, так как они, в конечном счете, определяют структуру и логику изучения материала, организационные формы деятельности учащихся на уроке, методы предъявления учебного материала. Познавательная деятельность студентов переводится с репродуктивного уровня на репродуктивно-творческий и творчески репродуктивный.

Программа действий преподавателя в этих условиях может быть построена на основе преобразования учебной информации в задачную структуру, которая предполагает перевод информации в систему вопросительных предложений. При решении задач существенную роль играет интеграция профессиональных знаний и технологических действий. Педагогическое управление при задачном методе обучения основано на интериоризации и экстериоризации. Циклический процесс взаимодействия внутренних и внешних действий способствует более полному овладению студентами средствами и методами обучения. Многократное повторение решения операциональных задач позволяет закрепить в памяти алгоритмы педагогической деятельности, происходит понимание и осознание опережающего состава действий, и их последующее воспроизведение в профессиональной деятельности.

Формирование умений объяснять физические явления, вводить физические величины – сложный процесс, требующий осознания не только способов обучающей деятельности, но и глубокого понимания их сущности. На технологическом этапе студенты, решая методические задачи, разрабатывают технологическую карту изучения понятия, явления, закона и др., проектируют фрагмент урока с использованием демонстрационного, фронтального эксперимента. Необходимым элементом решения задачи является разъяснение физической сущности наблюдаемых процессов. Репродуктивно-творческий уровень методических задач предполагает решение в соответствии с теоретическим эталоном и с учетом конкретных условий учебной ситуации. Основное внимание направлено на достижение практических целей обучения. Примером задач репродуктивно-творческого уровня, выполняемых по образцу, могут быть следующие:

Задача. Подберите необходимый эксперимент и спроектируйте конкретные предметные действия педагога при постановке демонстрационного эксперимента для иллюстрации явления конвекции в жидкостях.

Задача. Найдите способы объяснения явления фотоэффекта учащимся 11 класса для репродуктивного и продуктивного вариантов обучения. Подберите необходимый эксперимент. при выполнении задания используйте образец, показывающий подход к объяснению явления инерции.

Таблица 1

Явление	Сущность	Способы объяснения
		репродуктивный вариант	продуктивный вариант
Инерции	Сохранение скорости постоянной при компенсации внешних воздействий	1.Анализ жизненных ситуаций. 2.Демонстрационный эксперимент. 3.Мысленный эксперимент (опыт Галилея). 4.Объяснение явления. 5. Решение качественных задач с целью совершенствования знаний	1.Постановка проблемы с помощью эксперимента или анализа жизненной ситуации. 2. Выдвижение гипотезы. 3. Решение проблемы. 4. Объяснение явления. 5.Решение качественных задач

К экспериментальной части работы студенты приступают после теоретического решения каждой задачи и рационального выбора необходимых приборов и материалов. Сборка установки и ее включение проводятся только после проверки преподавателя.

Задачи творчески репродуктивного уровня выполняются без использования образца деятельности. Приведем пример фрагмента урока, разработанный студенткой 4 курса, которая использует эвристический метод в постановке демонстрационного эксперимента на уроке в 7 классе по теме "Притяжение и отталкивание молекул". Отбор физического эксперимента проведен при решении соответствующей методической задачи.

На доске и в тетрадях вычерчивается таблица, которую школьники должны заполнить в течение урока. Студентка проводит эксперимент с помощью стеклянной кюветы и стеклянной пластинки с прикрепленной к ней резиновой нитью.

Фрагмент 1. Пластинка опускается в пустую кювету, соприкасается с дном и поднимается вверх. Школьники наблюдают, что между стеклянной пластинкой и стеклянным дном кюветы взаимодействие отсутствует.

Фрагмент 2. В кювету наливается вода, стеклянная пластинка опускается вниз до соприкосновения с поверхностью жидкости. При поднятии пластинки резинка растягивается, показывая взаимодействие. Длину растяжения отмечают указателем.

Фрагмент 3. Стеклянная пластинка натирается парафином и снова опускается до соприкосновения с поверхностью воды. Учащиеся наблюдают, что взаимодействие пластинки и воды более слабое.

По результатам опыта ученики заполняют таблицу, объясняя наблюдаемые явления.

Таблица 2

Результаты демонстрационного эксперимента

Действия	Соприкасающиеся поверхности
	Стекло и стекло	Стекло и вода	Вода и парафин
Наблюдаю
Объясняю

Заключительным, рефлексивным этапом, является защита и самоанализ проведения физического эксперимента, которая проводится по следующему алгоритму:

1. Показ фрагмента урока с демонстрацией опыта.

2. Обоснование выбранного фрагмента опыта.

3. Характеристика возможных вариантов применения физического эксперимента.

Работа по целенаправленному отбору эксперимента значительно оптимизирует экспериментальную подготовку будущих учителей физики, развивает их инициативу, творчество в подготовке демонстрационных опытов, умение использовать подручные средства, домашний эксперимент.

Исследование уровня самооценки методических умений студентов отбирать физический эксперимент в соответствии с целями и задачами урока было проведено до и после педагогической практики с использованием пятибалльной шкалы. Результаты опроса сведены в таблицу 3 и графически представлены на диаграмме 1.

Таблица 3

Динамика сформированности умения отбирать физический эксперимент

Этапы эксперимента	Количество ответивших, %
	5	4	3	2	1
До практики	6	35	44	11	4
После практики	42	48	10	-	-
Критерий достоверности разности процентных чисел, t	3,5	2,36	3,22

Диаграмма иллюстрирует разницу в самооценке студентов до и после практики. Количество студентов, оценивших себя на "5", после практики повысилось на 36%, на "4" – увеличилось на 7%, число респондентов, оценивших на "3", снизилось на 34%, что свидетельствует о значительном повышении самооценки студентов в организации физического эксперимента после педагогической практики.

после педагогической практики. До практики 11% студентов оценивают экспериментальные умения на два балла, после практики эти студенты дают более высокую оценку своим действиям.

Экспертиза методической компетентности студентов в организации школьного физического эксперимента, проведенная нами во время учебного семестра и на педагогической практике, позволяет сделать следующие выводы об общем характере профессионально-методической подготовки и динамике успешности формирования экспериментальных умений.

1. Методическая компетентность будущего преподавателя физики в области отбора и организации физического эксперимента на лабораторно- практических занятиях в вузе по результатам самооценки и оценки преподавателей формируется в основном на допустимом уровне.

2. После практики уровень сформированности экспериментальных умений по многим параметрам становится выше и переходит на оптимальный уровень, что подтверждает эффективность применяемой технологии формирования методических умений в моделируемом и реальном обучении.

Литература

1. Ваганова В.И. Технологии профессионально-методической подготовки преподавателя физики в классическом университете / В.И. Ваганова. – Улан-Удэ, 2005.- 224 с.

2. Фридман Л.М. Психолого-педагогические основы обучения математике / Л.М. Фридман. - М., 1983. - 125 с.