ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
ВІННИЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ МИХАЙЛА КОЦЮБИНСЬКОГО
РИБАК Світлана Михайлівна
УДК 378: 147:50
МІЖПРЕДМЕТНІ ЗВ’ЯЗКИ ПРИРОДНИЧО-МАТЕМАТИЧНИХ І СПЕЦІАЛЬНИХ ДИСЦИПЛІН У ПІДГОТОВЦІ ВЧИТЕЛЯ ФІЗИКИ
13.00.04 – теорія і методика професійної освіти
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата педагогічних наук
ВІННИЦЯ – 2006
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у Вінницькому державному педагогічному університеті
імені Михайла Коцюбинського, Міністерство освіти і науки України,
м. Вінниця.
Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, доцент
КОЛОМІЄЦЬ Алла Миколаївна,
Вінницький державний педагогічний університет
імені Михайла Коцюбинського, докторант,
м. Вінниця.
Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор
ВОЛОВИК Павло Микитович,
Інститут педагогіки і психології професійної освіти
АПН України, відділ педагогічних технологій
неперервної професійної освіти, головний
науковий співробітник, м. Київ;
кандидат педагогічних наук, доцент
БІЛЕЦЬКА Галина Анатоліївна,
Хмельницький національний університет, кафедра
екології, м. Хмельницький.
Провідна установа: Миколаївський державний університет імені
В.О.Сухомлинського, кафедра освітніх технологій,
Міністерство освіти і науки України, м. Миколаїв.
Захист відбудеться 27 червня 2006 р. о 12.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 05.053.01 у Вінницькому державному педагогічному університеті імені Михайла Коцюбинського за адресою: 21100, м. Вінниця, вул. Острозького, 32, зал засідань.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського за адресою: 21100, м. Вінниця, вул. Острозького, 32.
Автореферат розіслано “25” травня 2006 р.
Учений секретар
спеціалізованої вченої ради В.Є.Сорочинська
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність і доцільність дослідження. Інтеграційні процеси, які відбуваються в суспільстві, інтеграція, зокрема, наукових, технічних і соціальних знань, засвідчують: названі реалії становлять одну з умов існування й розвитку світу, людини в ньому. Освітньою моделлю інтеграційних процесів, які відбуваються в природі та соціумі, є педагогічна інтеграція.
Дидактичні основи інтеграції змісту освіти і змісту навчання визначаються кінцевою метою освітнього процесу – потребою в передачі соціального досвіду суспільства, залучення особистості до діяльністі соціуму. Через те, що соціальний досвід інтегративний за своєю сутністю, то й освітньою системою повинні створюватись умови для інтегративної пізнавальної діяльності учнів, студентів, що дозволить сформувати в них цілісне світорозуміння, світогляд.
Кожна навчальна дисципліна, яка представляє одну з галузей наукових знань про реальний світ і способи його пізнання й перетворення, повинна розкривати, витлумачувати можливі взаємозв’язки наук і тенденції їхнього розвитку. Зв’язки науки і техніки, науки й культури мають своє відтворення в навчальному процесі, визначальна роль у якому належить учителеві. Тому підготовка майбутнього вчителя до організації пізнавального процесу в школі в умовах педагогічної інтеграції є одним із найбільш важливих напрямів його професійної підготовки. Особливо вагома ця реалія в структурі професійної діяльності вчителя фізики, який розкриває перед учнями природничо-наукові основи розвитку природного й технічного середовища. Взаємозв’язок науки, техніки, суспільства, який став чинником розвитку природознавства і перетворювальної діяльності людства, найбільш повно відображається в змісті дисципліни „Фізика”, слугує умовою формування у свідомості учнів, студентів наукової картини світу. Інтеграція навчальних дисциплін і синтез наукового знання на рівні міжпредметних зв’язків (МПЗ) ґрунтуються на матеріальній єдності світу й цілісності особистості.
Досягнення таких цілей педагогічної освіти, як цілісний розвиток особистості, підвищення рівня фундаментальної й професійної підготовки, можливе за умови впровадження МПЗ у навчально-виховний процес загальноосвітньої та вищої школи. Разом із тим ми констатуємо, що теперішнє використання МПЗ недостатнє для реалізації цілей Національної доктрини розвитку освіти в Україні, Державних національних програм „Освіта” („Україна ХХІ століття”), „Вчитель”, Державного стандарту базової і повної середньої освіти, галузевих стандартів вищої освіти, впровадження принципів Болонської декларації. Однією з причин такого стану є неповна опрацьованість дидактичних основ МПЗ для різних циклів навчальних дисциплін в умовах реформування освіти.
У педагогічній літературі з проблеми МПЗ (П.Р.Атутов, С.Я.Батишев, М.М.Берулава, Ю.К.Васильєв, Р.С.Гуревич, М.І.Думченко, А.І.Єремкін, І.Д.Звєрев, Л.Я.Зоріна, В.Р.Ільченко, І.М.Козловська, Н.О.Лошкарьова, В.М.Максимова, М.І.Махмутов, О.В.Сергєєв, В.М.Федорова, А.В.Усова) найбільш ґрунтовно висвітлено теоретичні, змістові й процесуальні аспекти в галузі загальної середньої та професійної освіти. Водночас вища педагогічна освіта потребує подальшого вивчення й розвитку теорії МПЗ. Її елементами є: статус МПЗ; сутність, функції в рамках конкретних педагогічних систем; форми, методи, засоби реалізації. Недостатня увага звертається на роль МПЗ у формуванні діалектичного мислення студентів. Аналіз структури МПЗ проведено на рівні окремих дисциплін, цілісна ж система МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у професійній підготовці вчителя фізики поки що не знайшла належного висвітлення.
Вивчення стану досліджуваної проблеми переконує в наявності низки суперечностей методологічного, дидактичного і конструктивного характеру, які знайшли свій вияв у:
- інтенсивному розвиткові інтеграційних процесів у науці, техніці, суспільстві та рівні їхнього відображення в змісті природничо-математичних і спеціальних дисциплін професійної підготовки вчителя фізики;
- потребі залучення природничо-математичних і спеціальних дисциплін до цілісної системи освіти й традиційній орієнтації навчальних предметів на абстрактно-знаннєве навчання студентів, яке й дотепер відірване від цілісної ноосферної структури, у рамках якої формується світогляд людини;
- теоретичному усвідомленні необхідності МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у педагогічному вищому навчальному закладі (ВНЗ) та недостатньо визначеній методиці їхньої реалізації;
- необхідності розвитку предметного мислення (фізичного, метаматичного, технічного) та формуванні уявлень студентів про єдність світу;
- відносно вивченій проблемі МПЗ у дидактиці середньої загальноосвітньої школи (СЗШ) і неповному дослідженні її у вищій школі;
- потребі в учителях, які володіють методикою реалізації МПЗ у СЗШ та відсутності цілеспрямованої підготовки їх у педагогічному ВНЗ.
Потреба в подоланні зазначених вище суперечностей зумовила актуальність і вибір теми дисертаційного дослідження – „Міжпредметні зв’язки природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики”.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційне дослідження виконано за планом реалізації основних положень Національної доктрини розвитку освіти в Україні, тематичним планом науково-дослідної роботи Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського за темою „Теоретико-методичні основи педагогічної підготовки майбутніх вчителів” (№0101U007274) і за темою „Актуальні проблеми підготовки вчителя фізики в сучасних умовах”, яка спільно досліджується кафедрами загальної фізики, методики викладання фізики та інформатики, математики, методика викладання математики Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського.
Тему дисертаційної роботи затверджено вченою радою Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського (26.06.2000, протокол №11), її узгоджено в Раді з координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології України (14.06.2005р., протокол №6).
Об’єкт дослідження – професійна підготовка вчителя фізики в педагогічному ВНЗ.
Предмет дослідження – МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики.
Мета дослідження – теоретично обґрунтувати й експериментально перевірити дидактичну ефективність встановлення й реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики.
Гіпотеза дослідження: фундаментальна й професійна підготовка вчителя фізики істотно поліпшиться і відповідатиме вимогам сучасної педагогічної освіти за умов:
- упровадження в навчальний процес МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін;
- підготовки майбутнього вчителя фізики до реалізації МПЗ у СЗШ;
- поєднання традиційних та інноваційних технологій навчання з використанням можливостей комп’ютерної техніки;
- дидактичного забезпечення реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін.
Відповідно до об’єкта і предмета дослідження, з метою досягнення поставленої мети і перевірки гіпотези, визначено такі завдання:
1. Проаналізувати стан проблеми МПЗ у філософській, психологічній, педагогічній, методичній літературі та реалізації МПЗ на практиці.
2. Виокремити структурні компоненти підготовки вчителя фізики, з урахуванням яких створити модель МПЗ та визначити педагогічні умови реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін.
3. Експериментально перевірити ефективність впливу запропонованої методики реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін на формування міжпредметних знань й узагальнених експериментальних умінь майбутніх учителів фізики.
4. Уточнити рівні та критерії сформованості міжпредметних знань і узагальнених експериментальних умінь.
5. Розробити зміст підготовки майбутнього вчителя фізики з реалізації МПЗ у СЗШ і методичні рекомендації для студентів педагогічних ВНЗ з цієї проблеми.
Методологічну основу дослідження становлять такі положення сучасної науки: єдність, взаємозв’язок і взаємозумовленість явищ матеріального світу; процеси пізнання і цілісний розвиток особистості; системний підхід до вивчення педагогічних явищ (філософський аспект); теоретичні основи інтеграції наук і синтез наукових знань; теоретичні розробки змісту освіти; діяльнісний підхід до процесу формування особистості майбутнього вчителя; психолого-педагогічні дослідження процесів мислення; концепція фундаментальності й професійної спрямованості освіти з позиції її гуманізації, гуманітаризації (теоретичний і практичний аспекти).
Нормативна база дослідження. У процесі дослідження використано основні теоретичні засади розвитку освіти в Україні, які викладено в Законах України „Про освіту”, „Про загальну середню освіту”, „Про вищу освіту”, у Державній програмі „Вчитель”, у Національній доктрині розвитку освіти в Україні, в інших нормативних документах.
Теоретичну базу дисертаційного дослідження становлять положення і висновки, які стосуються:
· сутності, класифікації і функцій МПЗ (А.І.Єремкін, І.Д.Звєрев, Л.Я. Зоріна, Н.О.Лошкарьова, В.М.Максимова, О.В.Петров, М.М.Скаткін, А.В.Усова);
· структури МПЗ природничо-наукових дисциплін і математики (Ю.І.Дік, Н.Т.Донченко О.І.Єфремова, В.Р.Ільченко, Д.М.Кирюшкін, В.М.Келбакіані, І.М.Козловська, А.А.Пінський, В.М.Федорова);
· політехнічної спрямованості МПЗ у галузі загальної і професійної освіти (П.Р.Атутов, С.Я.Батишев, М.М.Берулава, Ю.К.Васильєв, Р.С.Гуревич, М.І.Думченко, М.І. Махмутов);
· функції МПЗ у формуванні змісту освіти (П.Р.Атутов, О.І.Бугайов, С.У.Гончаренко, О.І.Ляшенко);
· ролі МПЗ у підвищені якості професійної підготовки майбутніх учителів (Г.А.Білецька, Д.І.Коломієць, Є.В.Коршак, О.В.Сергєєв, В.М.Янцен);
· педагогічних технологій вищої школи (А.М.Алексюк, І.А.Зязюн, Н.Г.Ничкало, О.М.Пєхота, С.О.Сисоєва, Д.В.Чернілевський);
· теорії поетапного формування розумових дій (П.Я.Гальперін, О.М.Леонтьєв, Н.Ф.Тализіна);
· використання інформаційних технологій у навчальному процесі (В.Ю.Биков, М.І.Жалдак, Ю.О.Жук, І.Г.Захарова, Ю.І.Машбіц, В.І.Сумський та ін.);
· методика навчання загальної фізики, математики, радіоелектроніки у ВНЗ (П.С.Атаманчук, П.М. Воловик, А.В.Касперський, С.І.Козеренко, В.П.Сергієнко, В.М.Сисоєв, З.І.Слєпкань, В.П.Чернявський, М.І.Шут та ін.).
Методи дослідження. Для розв’язання поставлених завдань і перевірки гіпотези дослідження застосовано комплекс методів дослідження. Це, зокрема:
- теоретичні методи: вивчення філософської, природничо-наукової, технічної, психологічної, педагогічної, методичної літератури, дисертаційних праць з метою визначення наукових основ МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін, обґрунтування їхньої моделі в підготовці вчителя фізики; аналіз навчальних планів і програм підготовки вчителя фізики; визначення проблемних питань дослідження; моделювання процесу реалізації МПЗ у підготовці вчителя фізики; систематизація й узагальнення, аналіз і синтез теоретичних даних, порівняльний аналіз і прогнозування;
- емпіричні методи: опитування й анкетування викладачів природничо-математичних і спеціальних дисциплін з метою виявлення їхнього ставлення до проблеми впровадження та рівня реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики відповідно до сучасних вимог; спостереження за навчально-виховним процесом у СЗШ і в педагогічних ВНЗ з позиції реалізації МПЗ; тестування майбутніх учителів фізики з метою визначення рівня сформованості міжпредметних знань та узагальнених експериментальних умінь і підготовленості студентів до реалізації МПЗ у СЗШ; анкетування студентів з метою виявлення рівня знань і вмінь, які потрібні для реалізації МПЗ у СЗШ; статистичні методи обробки результатів педагогічного експерименту.
Організація дослідження. Дослідження проводилось у три етапи і впродовж 1999-2005 років.
На першому (аналітико-констатуючому) етапі (1999-2000рр.) проведено аналіз філософської, психологічної, педагогічної, методичної літератури з проблеми дослідження; вивчено стан проблеми реалізації МПЗ природничо-математичних дисциплін у підготовці вчителя фізики, рівень підготовленості майбутнього вчителя до реалізації МПЗ у СЗШ; визначено й сформульовано мету, об’єкт, предмет дослідження, робочу гіпотезу, завдання, складено план дослідження; визначено теоретико-методичні основи МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики в педагогічному ВНЗ.
На другому (аналітико-пошуковому) етапі (2000-2002рр.) вивчались результати констатуючого експерименту; виявлено причини низького рівня сформованості міжпредметних знань і вмінь; визначено контрольні і експериментальні групи та склад експертної комісії, проведено пробний педагогічний експеримент; теоретично обгрунтовано модель МПЗ у підготовці вчителя фізики, розроблено методику їхньої реалізації, підготовлено дидактичне забезпечення цього процесу.
На третьому (формуючому) етапі (2002-2005рр.) проводилась експериментальна перевірка гіпотези дослідження; здійснювалась апробація методики реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики; узагальнювались результати експерименту і формулювались висновки, практичні рекомендації; завершилось оформлення кандидатської дисертації.
Експериментальна база дослідження. Дослідно-експериментальна робота виконувалася головним чином в Інституті перспективних технологій, економіки та фундаментальних наук (до 2003р. – на фізико-математичному факультеті) Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського. Різними видами пошуково-експериментальної роботи охоплено 471 студент, 70 учителів фізики СЗШ Вінницької області, 15 викладачів Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського. У процесі пошуково-експериментальної роботи вивчався досвід роботи педагогічних вищих навчальних закладів України з реалізації МПЗ у підготовці вчителя фізики. Дидактичні матеріали дисертанта використовувались у навчально-виховному процесі педагогічних університетів Кам’янець-Подільського, Ніжина.
Наукова новизна і теоретичне значення дослідження полягає в тому, що:
· вперше теоретично обґрунтовано і створено модель МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики;
· визначено педагогічні умови реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики в педагогічних ВНЗ;
· розроблено зміст і запропоновано методику підготовки майбутнього вчителя фізики щодо реалізації МПЗ у СЗШ;
· уточнено рівні та критерії сформованості міжпредметних знань і узагальнених експериментальних умінь;
· подальшого розвитку дістали способи реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики з використанням інноваційних технологій навчання.
Практичне значення роботи полягає в тому, що підготовлено і впроваджено в навчальний процес:
- методику реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики;
- дидактичне забезпечення реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін, зокрема, комплексні форми навчальних занять, завдання для самостійного встановлення студентами МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін, завдання до лабораторних робіт, які зорієнтовані на формування узагальнених експериментальних, пізнавальних, політехнічних умінь;
- методичні рекомендації, що спрямовують майбутніх учителів фізики на використання МПЗ у професійній діяльності;
- програму дисципліни „Сучасні інформаційні технології навчання”, основою реалізації якої є МПЗ дисциплін загальна фізика, інформатика, методика навчання фізики.
Впровадження результатів дослідження. Основні положення дисертаційного дослідження впроваджено в навчальний процес підготовки вчителів фізики в Інституті перспективних технологій, економіки та фундаментальних наук Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського (довідка №10/49 від 3.10.2005р.), Ніжинського державного педагогічного університету імені Миколи Гоголя (довідка №31/1274 від 21.11.2005р.), Вінницького обласного інституту післядипломної освіти педагогічних працівників (довідка №600-1 від 11.10.2005р.), Кам’янець-Подільського державного університету (довідка №40 від 12.10.2005р.).
Результати дослідження і дидактичні матеріали автора використовують викладачі педагогічних ВНЗ, учителі фізики СЗШ м. Вінниці та Вінницької області, слухачі курсів післядипломної освіти.
Особистий внесок дисертанта в одержанні наукових результатів полягає: у теоретичному обґрунтуванні основних ідей і положень досліджуваної проблеми; у визначенні педагогічних умов реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін; у виділенні міжпредметної структури знань, умінь; у розробці методики реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін; у підготовці комплексних форм навчальних занять (міжпредметних семінарів, практичних занять), завдань для самостійного встановлення студентами МПЗ. Укомплектовано задачі, які стосуються МПЗ загальної фізики і математичного аналізу. Визначено методичні завдання для студентів: із лабораторних робіт з радіоелектроніки, електротехніки, що спрямовує їх на встановлення МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін, професійну діяльність; з педагогічної практики, яка зорієнтовує майбутніх учителів фізики на реалізацію МПЗ у процесі навчання фізики у СЗШ. У програмі курсу „Сучасні інформаційні технології навчання” проведено міжпредметне узгодження тематики його вивчення з програмами дисциплін загальна фізика, інформатика, методика навчання фізики.
Вірогідність одержаних результатів і висновків дисертаційного дослідження забезпечено методологічною і теоретичною обґрунтованістю його вихідних положень, використанням методів дослідження, які адекватні поставленим завданням, чіткістю визначення мети, гіпотези і завдань дослідження, поєднанням якісного і кількісного аналізу результатів експерименту, тривалістю експерименту, використанням статистичних методів обробки даних експерименту.
На захист виносяться:
1. Теоретично обґрунтована й експериментально перевірена модель МПЗ і педагогічні умови реалізації МПЗ природничо-математичних та спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики.
2. Положення, які стосуються формування змісту природничо-математичних і спеціальних дисциплін на основі міжпредметної взаємодії структурних елементів знань як дидактичного еквіваленту взаємозв’язків природничо-математичних і технічних наук, форми і методи реалізації МПЗ у підготовці вчителя фізики.
3. Науково обґрунтована й експериментально перевірена методика реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики.
Апробація результатів дослідження. Результати теоретичних і експериментальних досліджень представлено у вигляді доповідей і повідомлень на 3 міжнародних, 6 всеукраїнських, 1 міжвузівській наукових конференціях: м.Вінниця (2002, 2004рр.); м. Хмельницький (2005р.), м. Житомир (1994р.); м.Кіровоград (2000, 2002рр.); м. Умань (2001р.); м. Чернівці (2003р.); м. Чернігів (2005р.); м. Тернопіль (2002р.); на наукових конференціях викладачів, аспірантів, здобувачів і студентів (Вінниця – 1990-2005рр.). Результати дослідження апробовувались у викладанні природничо-математичних і спеціальних дисциплін студентам Інституту перспективних технологій, економіки та фундаментальних наук Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського, на курсах і семінарах учителів фізики у Вінницькому обласному інституті післядипломної освіти педагогічних працівників.
Публікації. Автором опубліковано 23 наукові праці. Основні результати дослідження викладено у 8 статтях, опублікованих у провідних фахових виданнях з переліку ВАК, із них 7 – одноосібних та 2 – брошури з методичними рекомендаціями, у 12 статтях і тезах у збірниках матеріалів наукових конференцій. У працях, що написані зі співавторами, дисертанту належать теоретичні положення та практичні результати, які стосуються впровадження МПЗ у навчальний процес педагогічного ВНЗ та СЗШ. Загальний обсяг особистого внеску дисертанта становить 8,2 авт. арк.
Структура дисертації. Робота складається зі вступу, трьох розділів, висновків до розділів, загальних висновків, списку використаної літератури, додатків. Обсяг дисертації – 246 сторінок, основний текст – 190 сторінок, з яких на 13 сторінках вміщено таблиці, на 8 – рисунки. Додатки охоплюють 35 сторінок. Список літератури налічує 220 найменувань, з яких 7 - іноземними мовами.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ
У вступі обґрунтовано вибір теми, її актуальність, визначено об’єкт, предмет, мету, гіпотезу, завдання, методологічні й теоретичні основи, методи дослідження, розкрито наукову новизну, теоретичне і практичне значення, важливість дослідженого, подано відомості про апробацію і впровадження результатів роботи, викладено положення, які виносяться на захист.
У першому розділі дисертації – „Теоретичні основи МПЗ у підготовці вчителя фізики” – проведено аналіз психологічної, педагогічної, методичної, спеціальної літератури, дисертаційних досліджень, у яких висвітлюється проблема інтеграції навчальних знань на рівні МПЗ, дидактичного синтезу, створення інтегрованих курсів; розглянуто різноманітні підходи до статусу МПЗ у дидактиці, якими зумовлюються відповідні дефініції поняття „МПЗ”; розкрито сучасний стан реалізації МПЗ у підготовці вчителя фізики; науково обґрунтовано потребу впровадження МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовку вчителя фізики відповідно до сучасного етапу розвитку суспільства, який характеризується стрімким розвитком природознавства, техніки, технології в умовах нової системи освіти – інноваційного навчання.
Поняття „МПЗ” поліаспектне і поліфункціональне. З цієї причини в дослідженні виділено істотні ознаки МПЗ, на основі яких сформовано поняття, способи встановлення і використання здобутих знань із досліджуваного об’єкта.
У розв’язанні проблеми МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін ми спиралися на ідею цілісності процесу навчання, тобто на єдність його мети, змісту, засобів, методів і організаційних форм. Такий підхід сприяє системності й наступності у вивченні основ наук, підсилює науковість навчання, його зв’язок з практикою, підвищує пізнавальну активність студентів, міцність їх знань, що позитивно впливає на якість фундаментальної й професійної підготовки майбутнього вчителя фізики.
У процесі впровадження МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовку вчителя фізики виділили дві складові: вивчення природничо-математичних і спеціальних дисциплін на основі міжпредметної взаємодії; підготовку студентів до реалізації МПЗ у СЗШ. Вивчення стану реалізації МПЗ у підготовці вчителя фізики, у викладанні природничо-математичних дисциплін у СЗШ дозволило виявити труднощі використання МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у формуванні міжпредметних знань і вмінь, окреслити напрями підготовки вчителя на основі МПЗ відповідних дисциплін.
Узагальнення результатів теоретичного аналізу, літературних джерел, анкетування вчителів фізики СЗШ, викладачів ВНЗ, тестування студентів – майбутніх вчителів фізики дало змогу сформулювати висновки про те, що:
- забезпечення цілісності освіти, підвищення якості фундаментальної і професійної підготовки вчителя фізики можливе за умов впровадження МПЗ у навчально-виховний процес педагогічного ВНЗ і СЗШ;
- дотепер немає єдиної загальноприйнятої теорії МПЗ, не вирішено питання про статус МПЗ, потребують подальшої розробки питання про функції, рівні, форми реалізації МПЗ з використанням інноваційних технологій навчання;
- впровадження МПЗ у підготовку вчителя фізики передбачає не тільки вивчення природничо-математичних і спеціальних дисциплін на основі міжпредметної взаємодії, а й підготовку майбутніх учителів фізики до реалізації МПЗ у СЗШ.
У другому розділі дисертації – „Реалізація МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики” –теоретично обґрунтовано створення цілісного освітнього простору на основі МПЗ дисциплін різних циклів підготовки вчителя фізики в єдності мотиваційного, змістового, процесуального й результативно-прогностичного компонентів; проаналізовано роль і місце окремих дисциплін у системі цілісної підготовки вчителя фізики; розроблено модель МПЗ; визначено педагогічні умови реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у навчальному процесі; запропоновано методику реалізації МПЗ у викладанні природничо-математичних і спеціальних дисциплін; визначено зміст підготовки майбутнього вчителя фізики до використання МПЗ у СЗШ.
Мету підготовки вчителя фізики на основі використання МПЗ спрямовано на формування фахівця, який уміє застосовувати предметні знання і вміння, здатний бачити перспективні сфери їхнього застосування в професійній діяльності, спроможний переносити предметні знання й уміння з одного об’єкта вивчення на інший, що сприяє грунтовному засвоєнню навчального матеріалу, забезпечує мотивацію навчання, наступність у формуванні структурних елементів знань, їхньої інтеграції, розвитку інтегративного мислення майбутнього вчителя фізики.
Створення цілісного освітнього простору природничо-математичних і спеціальних дисциплін передбачає розроблення моделі МПЗ для підготовки вчителя фізики, визначення педагогічних умов реалізації МПЗ. У нашому дослідженні цю проблему представлено як цілісність змісту, форм, методів і засобів навчання (рис. 1).
На підставі аналізу структури освітнього простору як цілісної системи нами визначені такі основні умови реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін:
- взаємне узгодження робочих програм різних дисциплін за часом і логікою викладу навчального матеріалу;
- структурно-логічний аналіз змісту навчальних дисциплін з метою виділення міжпредметних знань і узагальнених умінь;
- наступність у формуванні міжпредметних знань і вмінь з метою посилення їхньої інформаційної ємності, поглиблення сутності та єдності трактування;
- професійна спрямованість навчання;
- використання інноваційних технологій навчання.
Рис.1. Модель МПЗ у підготовці вчителя фізики
Відповідно до розробленої моделі й визначених педагогічних умов запропоновано методику реалізації МПЗ, яка за своєю структурою та змістом передбачає:
- визначення мети використання МПЗ;
- обґрунтування принципів відбору матеріалу міжпредметного змісту природничо-математичних і спеціальних дисциплін;
- обґрунтування вибору методів (оптимальне співвідношення між продуктивними і репродуктивними) реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін;
- вибір форм організації занять (практичні заняття міжпредметного змісту, комплексні семінари з використанням індивідуального і групового спілкування);
- визначення видів навчальної дільності (навчально-пошуковий і творчий з елементами репродуктивного);
- підготовку дидактичного забезпечення реалізації МПЗ (практичні заняття, семінари, задачі, завдання міжпредметного змісту і завдання із самостійно визначених студентами МПЗ у системі природничо-математичних і спеціальних дисциплін, завдання до лабораторних занять, зорієнтовані на формування узагальнених експериментальних і пізнавальних умінь).
Взаємозв’язок між дисциплінами здійснювався в методологічному, теоретичному і практичному аспектах. Методологічний аспект МПЗ реалізовано на основі загальних методів пізнання з дотриманням єдності підходів до розвитку мислення в процесі вивчення фізики, математики, радіоелектроніки та інших дисциплін. Теоретичний аспект реалізовувався в процесі вивчення об’єкта чи його теоретичної моделі з використанням: понять різного ступеня узагальнення; теорій, які відображають зв’язок процесів і явищ, котрі простежуються в ньому; методів дослідження певного об’єкта. Прикладний аспект спрямовувався на формування практичних умінь і навичок, які потрібні для постановки демонстраційного експерименту, створення лабораторного й демонстраційного обладнання, проведення гурткової роботи, здійснення профорієнтаційної роботи. Встановлення й реалізація зазначених аспектів передбачало використання різних типів і видів МПЗ.
Реалізація МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін проводилася з дотриманням дидактичних принципів навчання з використанням модульної, особистісно орієнтованої, інформаційної технологій навчання. Вибір системи розвивального навчання вплинув не тільки на характер діяльності, а й на перебудову цільових установок, ціннісних орієнтацій, що сприяло розвитку особистості майбутнього вчителя, його індивідуальності, творчої самореалізації.
У третьому розділі дисертації – „Експериментальна перевірка ефективності МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики” – визначено й науково обґрунтовано організацію, методику дослідження, здійснено презентацію наслідків педагогічного експерименту.
Для оцінки ефективності розробленої методики визначено конкретні критерії та рівні сформованості міжпредметних знань, узагальнених експериментальних умінь. Кількісними критеріями ефективності методики реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін було обрано: середній коефіцієнт сформованості міжпредметних знань і узагальнених експериментальних умінь; коефіцієнт успішності розвитку міжпредметних знань і узагальнених експериментальних умінь; коефіцієнт ефективності методики формування міжпредметних знань і узагальнених експериментальних умінь.
Достовірність результатів експерименту визначалась на підставі непараметричного критерію Пірсона на рівні значущості 0,05.
Одним із завдань експерименту було виявлення у майбутніх учителів фізики сформованості вмінь розв’язувати задачі міжпредметного змісту за виділеними рівнями, а саме:
І – репродуктивний (передбачає наявність знань фактичного матеріалу з предмета, які не мають міжпредметного характеру);
ІІ – продуктивний (поєднує в собі елементи міжпредметних знань; водночас МПЗ виступають в основному на рівні їхнього формального використання);
ІІІ – евристичний (передбачає, що студенти самостійно встановлюють різноманітні МПЗ і пов’язують їх з майбутньою професією);
ІV – креативний (характеризується тим, що студенти самостійно в процесі розв’язування задач і виконання навчально-дослідницьких завдань використовують знання з кількох дисциплін, виявляючи при цьому рефлексію і творчість у використанні МПЗ).
Результати тестування студентів із виявлення рівня сформованості вмінь розв’язувати задачі міжпредметного змісту подано у таблиці 1 та на рис.2 (у вертикальних колонках вказано відсотки студентів за вищевказаними рівнями).
Таблиця 1
Динаміка розподілу рівнів сформованості вмінь розв’язувати задачі
міжпредметного змісту в контрольних і експериментальних групах
(2004-2005рр.)
Групи | Обсяг вибірок | Розподіл студентів за рівнями сформованості вмінь розв’язувати задачі міжпредметного змісту
І | ІІ | ІІІ | ІV
К-сть студ. | % | К-сть студ. | % | К-сть студ. | % | К-сть студ. | %
Контрольні | 86 | 47 | 54,65 | 25 | 29,07 | 8 | 9,30 | 6 | 6,98
Експериментальні | 88 | 11 | 12,50 | 32 | 36,36 | 28 | 31,82 | 17 | 19,32
Рис. 2. Розподіл студентів за рівнями сформованості вмінь розв’язувати
задачі міжпредметного змісту
Діаграма відображає динаміку зростання кількості студентів, які мають ІІІ і ІV рівні сформованості вмінь розв’язувати задачі міжпредметного змісту. Значення критерію Пірсона для експериментальних груп засвідчило статистичну достовірність цих змін.
Одержаний результат дає підстави стверджувати, що в експериментальних групах формування вмінь розв’язувати задачі міжпредметного змісту проходить успішніше, ніж у контрольних групах.
Встановлено, що експериментальна методика сприяє формуванню у студентів міжпредметних знань, узагальнених експериментальних умінь, зміні репродуктивного характеру пізнавальної діяльності на евристичний, дослідницький, надає знанням професійної спрямованості, розвиває інтегративне мислення.
Розроблена й експериментально перевірена методика підготовки студентів до реалізації МПЗ у СЗШ виконує соціальне замовлення – підготувати вчителя здатного впроваджувати МПЗ у СЗШ.
Результати експерименту з виявлення рівня сформованості узагальнених знань і експериментальних умінь дають підстави зробити висновок про доцільність використання МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики, про потребу в підготовці вчителя фізики до реалізації МПЗ у майбутній професійній діяльності, про можливість оцінити і спрогнозувати вплив нових ідей на теорію, практику навчання, запровадити відповідну систему навчання й методику її реалізації.
Аналіз результатів експериментальних досліджень (анкетування, тестування, контрольні роботи, заліки, екзамени) вмотивовує гіпотезу нашого дослідження, яка стосується поліпшення фундаментальної і професійної підготовки майбутнього вчителя фізики.
У загальних висновках викладено основні результати теоретичного й методичного осмислення та реалізації проблеми МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики.
ВИСНОВКИ
1. Теоретичний аналіз філософської, психологічної, педагогічної, методичної літератури з проблеми обраного нами дослідження переконує в тому, що за умов реформування вищої освіти проблема МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін актуальна. Ми розглядаємо цей феномен як основу побудови цілісної системи вищої освіти в єдності мотиваційно-ціннісного, змістового, процесуального й результативно-прогностичного компонентів на засадах фундаменталізації, професійної орієнтації.
У дисертації обґрунтовано таку тезу: створення цілісного освітнього простору повинно спрямовуватись на формування різнобічно розвиненої особистості вчителя, що дозволить йому виконувати такі функції: інформаційну, розвивальну, мобілізаційну, орієнтаційну, конструктивну, комунікативну, організаційну.
2. Аналіз науково-педагогічної літератури, зокрема навчальних посібників із педагогіки вищої школи та навчальних посібників із педагогіки середньої школи, дозволяє стверджувати, що в умовах реформування освіти проблемі МПЗ не приділено належної уваги, навіть за умови, що деякі автори визначають важливість цього у навчанні студентів, потребу в спеціальній підготовці майбутніх учителів до їхньої реалізації.
Встановлено, що поняття „МПЗ” багатогранне і поліфункціональне, через що сутність цього поняття не може бути визначена однозначно. Дійшли до висновку, що визначенню поняття „МПЗ” на сучасному етапі розвитку природничо-наукової освіти сприяє розуміння інтеграційних процесів у науці, техніці, суспільстві, сутності синтезу наукового знання й системного пізнання світу; освітньою моделлю інтеграційних процесів слугує педагогічна інтеграція, одним із рівнів якої є МПЗ. За таких умов МПЗ потрібно розглядати як дидактичний еквівалент інтеграції наук і як форму міждисциплінарної взаємодії, зміст яких виконує синтезуючу функцію – за відношенням до предметного знання.
3. Дослідження переконує в тому, що предметна структура змісту освіти за умов відсутності МПЗ зумовлює фрагментарне сприйняття матеріального світу, через що мислення студентів формується як диференційоване, а не цілісне. МПЗ, не порушуючи логіки окремих навчальних дисциплін, становлять цілісну систему змісту, форм, методів і засобів їхньої реалізації, виконують функції, які забезпечують нову якість підготовки вчителя.
4. Відповідно до структурних компонентів підготовки вчителя фізики створено модель МПЗ як цілісну систему змістової й процесуальної складових навчання, яка передбачає реалізацію основних напрямів взаємозв’язку природничо-математичних і спеціальних дисциплін, досягнення прогнозованого моделлю результату: формування міжпредметних знань, умінь і навичок, розвитку інтегративного мислення, готовності до використання МПЗ у майбутній професійній діяльності.
5. Визначено педагогічні умови реалізації МПЗ дисциплін різних циклів підготовки: взаємне узгодження робочих програм за часом вивчення і логікою викладу навчального матеріалу; структурно-логічний аналіз змісту навчальних дисциплін з метою виділення міжпредметних елементів знань та узагальнених умінь; наступність у формуванні знань і вмінь; професійна спрямованість дисциплін; використання інноваційних технологій навчання.
6. Доведено, що дотримання умов реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у методологічному, теоретичному і практичному аспектах із використанням різних типів і видів МПЗ дозволяє уникнути дискретного характеру в підготовці вчителя фізики, підвищити мотивацію вивчення природничо-математичних і спеціальних дисциплін, сприяє формуванню діалектичного світогляду, розвитку інтегративного мислення, забезпечує професійну спрямованість підготовки вчителя фізики, дає змогу досягнути сукупного ефекту в підвищенні рівня фундаментальної і професійної підготовки майбутнього вчителя фізики.
7. Окреслено зміст підготовки майбутнього вчителя фізики до реалізації МПЗ у СЗШ як методичну систему, у структурі якої виділяють теоретичний, практичний, психологічний компоненти. Метою цієї системи є формування в учнів природничо-наукового світогляду, міжпредметних знань і вмінь, комплексного застосовування їх у процесі розв’язання певних проблем, розвиток наукового кругозору і пізнавальних інтересів. Підтверджено, що використання в процесі підготовки інноваційних технологій навчання забезпечує цілісність знань про МПЗ, розвиток особистості, її індивідуальності, творчої самореалізації.
8. Дослідження виявило, що запропонована методика впровадження МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у навчальний процес педагогічного ВНЗ підвищує рівень фундаментальної та професійної підготовки майбутнього вчителя фізики. Опрацьованою методикою передбачено: обґрунтування принципів і методів відбору навчального матеріалу міжпредметного змісту з таких дисциплін, як загальна фізика, математика, електротехніка, радіоелектроніка, методика навчання фізики; вибір методів реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін; підготовку дидактичного забезпечення реалізації МПЗ; обґрунтування потреб і доцільності спеціальної підготовки студентів до діяльності з реалізації МПЗ у професійній підготовці.
9. На основі визначених показників і критеріїв уточнено рівні сформованості міжпредметних знань і узагальнених експериментальних умінь, що дало змогу оцінити ефективність використання МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики.
10. Доведено, що впровадження МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовку вчителя фізики зумовлене наступним:
· структурно-тематичний і логіко-понятійний аналіз програм природничо-математичних і спеціальних дисциплін дозволяє скоординувати послідовність вивчення змістових модулів навчальних дисциплін, виділити систему міжпредметних знань і вмінь, які становлять обов’язкову передумову цілісної ноосферної структури навчання;
· МПЗ ліквідують дублювання навчального матеріалу;
· МПЗ забезпечують наступність у формуванні понять, законів, теорій; у вивченні фізичних явищ; у використанні теоретичних і експериментальних методів, цим посилюється інформаційна ємність, сутність, міцність знань;
· впровадження комплексних форм навчальних занять (міжпредметних семінарів, лекцій, практичних занять) дозволяє проводити систематизацію й узагальнення знань, добутих у процесі вивчення окремих навчальних дисциплін;
· МПЗ мотивують студентів до навчання, системного бачення майбутньої професійної діяльності;
· МПЗ забезпечують єдність особистості, свідомості та діяльності;
· МПЗ орієнтують на використання проблемно-пошукових, евристичних, дослідницьких методів навчання, що сприяє розвитку мислення студентів;
· МПЗ націлюють на використання інноваційних технологій навчання.
Результати експерименту дають підстави констатувати, що використання МПЗ у навчально-виховному процесі вищої школи формує в майбутніх учителів фізики не тільки предметні знання, вміння, а й міжпредметні знання, вміння й методи наукового пізнання, що дозволить використовувати можливості кожної з навчальних дисциплін у пізнавальній діяльності.
Проведеним дослідженням окреслено подальші проблеми підготовки майбутнього вчителя в процесі реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін. Серед них ми виділяємо такі: використання комп’ютерних і модульних технологій; реалізація МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін у системі неперервної освіти; підготовка дидактичних матеріалів міжпредметного змісту для реалізації цілей профільного навчання у СЗШ; вдосконалення чинних навчальних програм підготовки вчителя фізики з урахуванням МПЗ дисциплін різних циклів підготовки; підготовка методичних рекомендацій, навчальних посібників з проблеми МПЗ.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Статті у фахових наукових виданнях:
1. Рибак С.М. Міжпредметні зв’язки як перший ступінь інтеграції навчальних дисциплін у підготовці вчителя фізики // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету ім. Володимира Гнатюка. Серія: Педагогіка. – 2002. – №7. – С.154-160.
2. Рибак С.М. Особливості методики використання елементів винахідництва та експертизи наукового-технічних проектів під час вивчення фізики //Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання у підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми: Зб.наук.пр. – Вип.2. У 2-х част. – Ч.2. – Київ – Вінниця: ДОВ Вінниця, 2002. – С.373-376.
3. Рибак С.М. Інтегративний підхід до вивчення правил техніки безпеки у процесі підготовки майбутнього вчителя фізики // Наукові записки. – Серія: Педагогічні науки. – Вип. 42. – Кіровоград: РВЦ КДПУ ім. В.Винниченка. – 2002. – С.195-198.
4. Коломієць А.М., Рибак С.М. Комп’ютер як інструмент інтеграції знань студентів // Наука і сучасність: Зб. наук. пр. Національного педагогічного університету ім. М.П. Драгоманова. – К.: Логос, 2002. Т. ХХХV. – С.84-93.
5. Рибак С.М. Міжпредметні зв’язки в процесі підготовки вчителя фізики //Науковий вісник Чернівецького університету: Зб. наук. пр. – Вип.181: Педагогіка та психологія. – Чернівці: Рута, 2003. – С.154-160.
6. Рибак С.М. Інтегративний підхід до проведення лабораторних занять у процесі підготовки вчителя фізики // Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання у підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми: Зб. наук. пр. – Вип. 6. – Київ – Вінниця: ДОВ Вінниця, 2004. – С.540-544.
7. Рибак С.М. Інтеграція знань студентів у процесі розв’язування міжпредметних задач // Сучасні інформаційні технології та інноваційні методики навчання у підготовці фахівців: методологія, теорія, досвід, проблеми: Зб.наук.пр. – Вип.7. – Київ – Вінниця: ТОВ фірма „Планер”, 2005. – С.444-449.
8. Рибак С.М. Міжпредметні зв’язки фізики і математики в процесі підготовки вчителя фізики // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету ім. Т.Г. Шевченка. Серія: Педагогічні науки: Збірник. – Чернігів: ЧДПУ, 2005. – №30. – С.196-201.
Методичні рекомендації:
9. Яремчук В.Ф., Кравчук Н.С., Рибак С.М. Методичні рекомендації до виконання лабораторного практикуму з курсу „Радіоелектроніка”. – Вінниця: ВДПУ, 2005. – 60с.
10. Заболотний В.Ф., Сільвейстер А.М., Рибак С.М., Дідовик М.В. Методичні рекомендації до педагогічної практики з фізики. - Вінниця: ВДПУ, 2005. – 143с.
Інші матеріали:
11. Заболотний В.Ф., Рибак С.М., Сільвейстер А.М. Програма навчальної дисципліни „Сучасні інформаційні технології навчання”. – Вінниця: ВДПУ, 2006. – 76с.
Анотації
Рибак С.М. Міжпредметні зв’язки природничо-математичних і спеціальних дисциплін у підготовці вчителя фізики. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук за спеціальністю 13.00.04 – теорія і методика професійної освіти. – Вінницький державний педагогічний університет імені Михайла Коцюбинського. – Вінниця. – 2006.
Дисертація висвітлює проблеми підвищення рівня фундаментальної та професійної підготовки вчителя фізики в процесі встановлення й реалізації МПЗ природничо-математичних і спеціальних дисциплін, проаналізовано стан досліджуваної проблеми в науково-педагогічній літературі, в практиці СЗШ і педагогічного ВНЗ.
Теоретично обґрунтовано методологічну функцію МПЗ як основу цілісності навчально-виховного процесу, визначено структурні компоненти підготовки вчителя фізики на міжпредметній основі, створено модель МПЗ як цілісну систему змістового і процесуального складових навчання.
