національний педагогічний університет

імені м.п.драгоманова

імашев Гізатулла

УДК 377. 031.4+53

Теорія і практика політехнічної освіти в процесі навчання фізики в середніх загальноосвітніх школах Казахстану

13.00.02 – теорія і методика навчання фізики

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора педагогічних наук

Київ – 2007

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано в Інституті педагогіки Академії педагогічних наук України.

Науковий консультант: доктор педагогічних наук, професор, почесний

член Академії педагогічних наук України,

Заслужений діяч науки та техніки України,

Бугайов Олександр Іванович,

лабораторія математичної і фізичної освіти

Інституту педагогіки АПН України,

головний науковий співробітник

Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор
Сусь Богдан Арсентійович,
професор кафедри загальної і теоретичної фізики,

Національного технічного університету України “КПІ”.

доктор педагогічних наук, професор

Садовий Микола Ілліч,

професор кафедри фізики та методики її викладання

Кіровоградського державного педагогічного університету

імені Володимира Винниченка,

доктор педагогічних наук, професор

Будний Богдан Євгенійович,

професор кафедри фізики та методики її викладання

Тернопільського національного педагогічного університету

імені В. Гнатюка,

Захист відбудеться ___7 листопада 2007 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.053.06 в Національному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова, 01601, м. Київ-30, вул. Пирогова, 9.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного педагогічного університету імені М.П.Драгоманова, 01601, м. Київ-30, вул.. Пирогова, 9.

Автореферат розіслано „__3_” жовтня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Є.В.Коршак

Загальна характеристика роботи

Актуальність дослідження. У наш час перед середньою загальноосвітньою школою постають завдання підготовки учнів, які володіють знаннями, що відповідають останнім досягненням науково-технічного прогресу. Інтенсивний характер розвитку основних напрямів науково-технічного прогресу в сучасному виробництві та нові соціально-економічні умови вимагають подальшого вдосконалення політехнічної освіти учнів у процесі навчання. У зв'язку із цим особливої актуальності набувають завдання розвитку політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики в умовах сучасного виробництва.

У даній роботі досліджується один із аспектів удосконалення вивчення фізики в середній школі - проблема політехнічної освіти в сучасних умовах.

У дослідженні розглянуті соціально-економічні та педагогічні основи удосконалення політехнічної підготовки учнів при вивченні фізики в середній загальноосвітній школі.

Політехнічна освіта, яка у наукових працях учених виокремлюється як одна із основних складових частин процесу формування особистості майбутнього суспільства, є важливою в умовах сучасного виробництва. Особистість в оновленому суспільстві повинна мати міцні знання, широкий культурний та політехнічним кругозір, виявляти свідоме та творче ставлення до праці, швидко освоювати новітню техніку та сучасну технологію.

В умовах науково-технічної революції школа повинна давати не тільки певну суму знань, але й навчити майбутнього фахівця творчо мислити, самостійно вдосконалювати, оновлювати та розвивати свої знання. Знання політехнічних основ сучасного виробництва, що інтенсивно розвивається, не тільки допоможе молоді швидко опанувати ту чи іншу спеціальність, але й зробить її професійно затребуваною та мобільною. Політехнічна освіта розглядається тут як процес і результат засвоєння систематизованих знань із загальних наукових основ сучасного виробництва, формування вмінь і навичок, необхідних для поводження з типовими (доступними) знаряддями праці, поширеними в різних галузях. Кінцева мета такої освіти - вироблення якостей особистості, що дозволяють вільно орієнтуватися у всій системі суспільного виробництва.

Окремі аспекти політехнічної освіти учнів досліджувалися вітчизняними та зарубіжними вченими в різні періоди розвитку педагогічної науки.

Питання теорii політехничного навчання учнів вивчали (О.І. Бугайов, С.У. Гончаренко, В.Р. Ільченко, Є.В. Коршак, А.В. Касперський, О.І. Ляшенко, М.Т. Мартинюк, А.І. Павленко, А.М. Сабо, О.В. Сергєєв, М.І. Шут та інші.)

Розробці теоретичних і практичних проблем політехнічної освіти присвячені праці вчених-педагогів П.Р.Атутова, С.Я.Батишева, Ю.К.Васильєва, І.Д.Звєрєва, В.Г.Зубова, А.Г.Калашникова, В.С.Лєдньова, М.Н.Скаткіна, П.І.Ставського, С.М.Шабалова, С.Г.Шаповаленко, Д.А.Епштейна та ін.

Ними розкрито функціональну природу політехнічних знань, розглянуті можливі підходи до визначення змісту політехнічної освіти в умовах науково-технічної революції. Проблеми політехнізму були й залишаються одними з головних у педагогічній науці та практиці загальноосвітньої школи. Цим проблемам присвятили свої дослідження фізики-методисти Л.І.Рєзников, В.Г.Розумовський, А.В.Усова, О.І.Бугайов, Н.Т.Глазунов, С.У.Гончаренко, Б.М.Мірзахмедов, Е.Д.Щукін та ін.

У їх поглядах визначено зміст прикладного матеріалу курсу фізики, розкрито структуру політехнічних знань і методику ознайомлення учнів з найголовнішими галузями сучасного виробництва.

Проведений нами аналіз показав, що все ще залишаються невирішеними та нез'ясованими низка питань, пов'язаних з формуванням політехнічних знань й умінь у навчанні основ наук у середній школі. Дотепер ще немає єдиного розуміння принципу політехнізму, немає загальноприйнятого та науково обґрунтованого визначення політехнічних знань й умінь, а також шляхів їх формування. Однак, автори окремих дисертацій прямо або опосередковано торкалися питань формування політехнічних знань й умінь у різних аспектах. Всі ці проблеми в ході аналізу досліджень нами умовно розділені на чотири напрямки: проблематика першого напрямку - вивчення фізичних основ сучасного виробництва в курсі фізики /Г.Н.Груздьов, Н.Р.Гулькаров, А.Т.Проказа, П.Г.Філін/; проблематика другого напрямку - вирішення питань реалізації принципу політехнізму у вивченні предметів природно-математичного циклу /М.Б.Бакієва, В.А.Кальней, Я.А.Король, В.А.Кочетова, І.І.Огородник, С.Н.Прасолова, Чан Дик Суок, Є.І.Шарапа та ін./; проблематика третього напрямку - дослідження безпосередньо шляхів формування політехнічних знань й умінь при вивченні курсу фізики в середній школі /І.Я.Абаринов, К.К.Кенжегалієв, Е.Ж.Тилтинь та ін./; проблематику четвертого напрямку становить вивчення політехнічного аспекту міжпредметних зв'язків /Р.И.Гур'янова, Е.Р.Черкасова та ін./. Серед дисертаційних досліджень найбільш близькі до нашої теми кандидатські дисертації Г.Н.Груздьова, А.Г.Прокази, К.К.Кенжегалієва, В.А.Кочетової, В.М.Кротова, П.Г.Філіна.

Проте дана проблема, з огляду на завдання реформи загальноосвітньої і професійної школи, повинна знайти нове наукове обґрунтування та практичне вирішення. Причому політехнічна освіта з урахуванням соціально-економічних і науково-технічних особливостей Республіки Казахстан не була об'єктом цілісного наукового дослідження.

Практична реалізація політехнічного принципу та вимог, що висуваються до змісту навчання фізики, утруднюється цілою низкою чинників. По-перше, система політехнічної освіти школярів загалом сформувалася, методика викладання склалася. По-друге, педагогами недооцінюється важливість і необхідність політехнічної підготовленості учнів, результатом чого стає недостатня увага до створення спеціальних завдань, що відображають наукові основи технічного прогресу. По-третє, ускладнює ситуацію відсутність системи задач фізико-технічного змісту, що дають можливість здійснювати політехнічну підготовку учнів у процесі вивчення фізики в середній школі. По-четверте, недостатньо розроблені способи реалізації політехнічного принципу в самому змісті таких розділів фізики як “Електродинаміка” та “Квантова фізика”; робіт, присвячених дослідженню змісту та методики політехнічної освіти, вкрай мало, наявні висновки розрізнені та носять частковий характер. По-п'яте, зміст навчання в процесі викладання шкільного курсу фізики слабко відображає міжпредметні зв’язки, що забезпечують цілісні уявлення про сучасну техніку та принципи її функціонування.

Проведений аналіз практики навчання, виховання та розвитку учнів середніх загальноосвітніх шкіл вказує на невідповідність між зростаючими вимогами життя, що безперервно змінюється, та існуючим рівнем підготовки школярів, особливо сільських, до життя, наступної освіти та самоосвіти.

У сучасних умовах особливо гостро виявляються невідповідності між:

·

·

·

·

Виявлена невідповідність між необхідністю подальшого підвищення рівня політехнічної підготовленості учнів при вивченні шкільного курсу фізики, з одного боку, та реальним обсягом набутих учнями політехнічних знань, умінь й навичок, з іншого, зумовила вибір теми дисертаційного дослідження.

При вивченні фізики не повною мірою реалізуються можливості використання політехнічного принципу, рівень сформованості знань й умінь залишається недостатнім.

На наш погляд, невирішеними в цьому напрямку є наступні питання:

1.

2.

3.

Таким чином, дана проблема постає важливим завданням удосконалення середньої загальноосвітньої школи, з огляду на перспективи прискорення соціально-економічного та науково-технічного прогресу. Актуальність цієї проблеми зумовлюється інтегративними процесами в шкільній освіті, кардинальними змінами в сфері сучасного матеріального виробництва.

Сьогодні наявні соціально-педагогічні протиріччя між нагальною потребою в удосконалені політехнічної освіти та відсутністю необхідних науково-методичних розробок. Соціальна актуальність, педагогічна значущість, недостатня розробленість проблеми, низький рівень політехнічної підготовки учнів середніх шкіл, зумовили вибір теми дисертаційного дослідження “Теорія і практика політехнічної освіти в процесі навчання фізики в середніх загальноосвітніх школах Казахстану”.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Дисертаційне дослідження виконано у складі комплексних тем згідно тематичного плану наукових досліджень Інституту педагогіки АПН України “Науково–методичні засади відбору і реалізації змісту фізичної освіти в основній і старшій школі” (реєстраційний номер 0102U000136) та “Методична система профільного навчання фізики у середній загальноосвітній школі” (реєстраційний номер 0105U000286).

Тема дисертації затверджена Вченою радою Інституту педагогіки АПН України (протокол № 9 від 15 жовтня 2003 р.) та узгоджена в Раді з координації наукових досліджень в галузі педагогіки та психології в Україні (протокол № 10 від 23 грудня 2003 р.).

Об'єкт дослідження - процес навчання фізики в середній загальноосвітній школі.

Предмет дослідження - удосконалення політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики в середній загальноосвітній школі.

Мета дослідження полягає в розробці дидактичної системи політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики в середній загальноосвітній школі.

В основу дослідження покладено гіпотезу: якщо розроблена дидактична система процесу вивчення фізики в загальноосвітній школі, що включає зміст, методи та засоби політехнічної освіти, забезпечує ефективне засвоєння політехнічного матеріалу та відповідає рівню політехнічної підготовки і професійної орієнтації, то завдання навчання фізики в середній школі будуть успішно вирішуватися й сприяти всебічному розвитку учнів.

Відповідно до мети та гіпотези дослідження визначено його завдання:

1. Розкрити теоретико-методичні основи вдосконалення політехнічного навчання в процесі вивчення фізики в сучасній середній школі.

2. На основі досягнень вітчизняної і зарубіжної педагогіки виявити основні тенденції розвитку політехнічної освіти при вивченні фізики в системі загальноосвітньої середньої школи.

3. Визначити основні вимоги сучасного виробництва та науково-технічного прогресу до змісту політехнічної підготовки школярів у процесі вивчення фізики.

4. Виявити соціально-економічні, організаційно-педагогічні умови удосконалення політехнічної освіти в середній загальноосвітній школі.

5. Сформулювати критерії, показники та ознаки ефективності політехнічної підготовки школярів в умовах сучасного виробництва.

6. Розробити модель системи політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики в загальноосвітній школі.

7. Створити систему методичних прийомів і засобів, що сприяють посиленню політехнічної підготовки учнів у процесі вивчення фізичних основ головних напрямів науково-технічного прогресу.

8. Перевірити ефективність створеної дидактичної системи шляхом проведення педагогічного експерименту.

Провідна ідея дослідження: створення нової методичної системи політехнічної підготовки школярів у процесі вивчення фізики має підвищити якість й ефективність навчання та виховання в середній загальноосвітній школі відповідно до рівня розвитку техніки та сучасного виробництва.

Аналіз психолого-педагогічної та методичної літератури, традиційних систем навчання фізики у загальноосвітній школі, багаторічного особистого педагогічного досвіду дозволяє сформувати систему концептуальних положень проблеми дослідження:

- вивчення шкільного курсу фізики має спиратися на останні досягнення сучасної науки та техніки;

- наукові основи нової техніки, що розкривають поняття, явища та закони фізики, мають в доступній формі використовуватися при вивченні розділів “Електродинаміка”, “Квантова фізика”;

- нова модель політехнічної освіти учнів при вивченні фізики має включати розроблену систему політехнічних знань й умінь, засновану на відібраних матеріалах з урахуванням розвитку техніки;

- ефективність дидактичної системи політехнічної освіти досягається за рахунок ознайомлення з основами виробництва й техніки в процесі вивчення фізики.

Методологічною основою дослідження є теорія пізнання; теорія розвитку й формування людини як активної, творчої, соціально адаптованої до діяльності особистості; сучасні теорії про політехнічну освіту; теорія цілісного педагогічного процесу, системний підхід до вивчення нової техніки та технологій виробництва.

Джерела дослідження: філософська, соціологічна, психологічна та педагогічна література; законодавчі й нормативні документи в галузі освіти: Конституція Республіки Казахстан, Закон Республіки Казахстан “Про освіту”; Концепція розвитку освіти Республіки Казахстан до 2015 року, Державна програма “Освіта”, матеріали міжнародних і республіканських науково-практичних конференцій, проведених Міністерствами освіти й науки СНД; праці вчених, фахівців із проблеми політехнічної освіти; монографії, збірники статей і роботи зарубіжних і казахських дослідників з політехнічного навчання; Концепція екологічної освіти та виховання учнів; навчально-педагогічна документація шкіл, установ освітніх систем, науково-дослідних інститутів; періодичні науково-педагогічні видання країн СНД; науково-педагогічні та методичні роботи, опубліковані автором в 1977-2007 роках.

Наукова новизна дослідження полягає в наступному:

· визначено науково-теоретичні основи політехнічної освіти на сучасному етапі при вивченні фізики в середній загальноосвітній школі;

· розроблено методичну систему політехнічної підготовки учнів при вивченні електродинаміки та квантової фізики в середній школі.

· виявлено й обґрунтовано найважливіші тенденції, що характеризують розвиток політехнічного навчання в процесі вивчення фізики в середній школі на сучасному етапі (зв’язок з технікою, орієнтація на ознайомлення учнів з передовою технікою та технологіями, виділення головного та загального в технічному навчальному матеріалі, факультативний підхід до змісту навчання фізики, екологічна освіта та виховання);

· створено модель політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики, визначено її критерії, показники, рівні; експериментально доведена її ефективність;

· розкрито концептуальні основи вдосконалення політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики в середній загальноосвітній школі;

· визначено орієнтовний зміст політехнічної освіти, розроблено й обґрунтовано систему політехнічних знань й умінь у процесі вивчення фізики в загальноосвітній школі;

· визначено соціально-економічні та педагогічні принципи моделювання організаційних форм і методів, що забезпечують ефективність політехнічного навчання фізики в умовах сучасного виробництва;

· обґрунтовано дидактичну сутність змісту та структури модельованої системи знань, умінь і навичок, що визначають основну роль політехнічної освіти в розвитку практичної підготовки учнів у процесі навчання фізики.

Теоретичне значення дослідження полягає в тому, що в ньому запропоновано концептуальні положення щодо вдосконалення політехнічної освіти при вивченні фізики на основі науково обґрунтованої дидактичної системи політехнічної підготовки учнів, що дозволяє ефективно та якісно забезпечити процес навчання відповідно до вимог розвитку сучасного виробництва; розроблено нові методичні системи удосконалення політехнічної освіти при вивченні курсів “Електродинаміка” та “Квантова фізика” в середній загальноосвітній школі.

Практичне значення дослідження полягає:

- у визначенні змісту й системи політехнічних знань і умінь у процесі навчання фізики в середній загальноосвітній школі;

- у створенні моделі нової методичної системи політехнічного навчання фізики в умовах сучасного виробництва;

- у розробці методичного комплексу з проблеми вдосконалення політехнічної освіти та посилення політехнічної підготовки учнів у процесі вивчення фізичних основ головних напрямів науково-технічного прогресу;

- у підготовці та опублікуванні навчальних посібників “Електростатика”, “Квантова фізика”, електронного підручника “Електродинаміка”;

- у розробці узагальнюючих занять фізико-технічного змісту з тем “Фізика та теплоенергетика”, “Матеріали для виробництва й техніки”, “Фізичні основи електроенергетики”, лабораторних занять з курсу електродинаміки;

- у реалізації міжпредметних зв'язків при формуванні політехнічних знань у процесі вивчення курсу електродинаміки з хімією, біологією та трудовим навчанням у загальноосвітній школі;

- у розробці спецкурсу “Фізика та навколишнє середовище”, факультативних курсів “Елементи електронної автоматики”, “Нові матеріали в техніці”.

Особистий внесок автора полягає в розробці концептуальних засад удосконалення політехнічної освіти при вивченні фізики в середній школі на сучасному етапі. Виявлені та отримали обґрунтування найбільш важливі тенденції, що характеризують сучасний розвиток політехнічної освіти. Створено модель політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики, визначено критерії її створення, показники та рівні. Зокрема, розроблено методичну систему політехнічної підготовки учнів при вивченні електродинаміки та квантової фізики.

Внесок автора в наукові статті та методичні рекомендації, написані у співавторстві, полягає у визначенні їх тематики, теоретичному обґрунтуванні проблем аналізу отриманих результатів.

Вірогідність й обґрунтованість отриманих у дисертації результатів забезпечується:

- загальним методологічним підходом до вивчення проблем політехнічної освіти;

- відповідністю проблеми дослідження сучасним тенденціям розвитку фізичної освіти, питанням реалізації діяльнісного підходу в навчанні;

- використанням результатів психолого-дидактичних досліджень із проблем системного підходу до процесу політехнічного навчання;

- використанням комплексу методів, адекватних об'єкту та завданням дослідження, позитивними результатами дослідно-експериментальної роботи.

Вірогідність досліджень підтверджується також запровадженням у практику загальноосвітніх шкіл розробленої автором методичної системи матеріалів політехнічного змісту з електродинаміки та квантової фізики, методичних рекомендацій із застосування системи політехнічних знань й умінь у навчальному процесі, а також позитивною оцінкою їх учителями.

Апробація та впровадження результатів дослідження. Основні положення й ідеї дисертації відображені у виступах здобувача на міжнародних науково-практичних конференціях (Москва 1991, 2006; Магнітогорськ 1993; Атирау 2001, 2005; Алмати 2001; Решта, Ісламська Республіка Іран 2003; Кокшетау 2003; Астрахань 2005); на всесоюзних науково-методичних конференціях (Кизилорда 1985; Донецьк 1990; Дніпропетровськ 2006,2007); на засіданні лабораторії математичної і фізичної освіти Інституту педагогіки АПН України (2003-2006) на семінарах асоціації EdNet (Алмати 2003, 2005); на республіканських науково-практичних конференціях (Гур'єв 1990; Петропавловськ 1990; Караганда 1993, 1995; Павлодар 1993; Атирау 2002, 2003, 2004, 2005; Тараз 2005; Алмати 2005); на республіканських семінарах Міністерства освіти й науки Республіки Казахстан (2001-2006); на методичних семінарах кафедри загальної фізики та щорічних наукових конференціях викладачів і студентів Атирауського Державного університету ім. Х.Досмухамедова (1990-2005).

Положення, висновки, методичні рекомендації дослідження апробовані в практиці роботи вчителів Атирауської області Республіки Казахстан. Автор брав участь у розробці та реалізації Концепції розвитку системи освіти Республіки Казахстан (2004-2005). Під його безпосереднім керівництвом були проведені Міжнародні, Республіканські науково-практичні конференції, семінари. Здобувач є керівником регіонального науково-методичного семінару з теми “Удосконалення методики навчання фізики”.

Упровадження основних положень і результатів дослідження здійснювалося через публікації здобувача та науково-методичну діяльність на курсах підвищення кваліфікації на базі обласних ІПК та перепідготовки педагогічних кадрів.

Основні результати дослідження опубліковані в 95 наукових та науково-методичних працях. Серед них: 2 монографiї, 35 статей у фахових виданнях, 37 матеріалів та конференцій, 9 навчально-методичних посібників, 12 методичних рекомендацій та розробок.

Структура дисертації. Робота складається зі вступу, 5 розділів, загальних висновків, списку використаних джерел (368 найменувань), 4 додатків. Загальний обсяг дисертації 389 сторінок. Дисертація містить 36 таблиць, 5 малюнків, 1 гістограму, 3 формули.

Основний зміст дисертації

З метою забезпечення участі кожної людини в інтенсифікації науково-технічного прогресу загальноосвітня школа з її трудовим потенціалом покликана успішно вирішувати проблему політехнічної освіти учнів.

Поступальний розвиток системи освіти висуває соціально-економічні (розвиток нових інформаційних технологій у різних галузях економіки; інтенсивний розвиток духовної культури та ін.) та педагогічні (оновлення змісту; вироблення системи оцінки змісту та якості освоєння освіти в галузі техніки та технологій) цілі. У зв'язку з цим в Республіці Казахстан розроблена та прийнята Концепція розвитку освіти до 2015 року, що визначає основні пріоритети реформування вітчизняної школи та її інтеграції до світового освітнього простору.

У цьому контексті зростає роль і значення сучасної системи освіти, людського капіталу як критеріїв рівня суспільного розвитку, що становлять основи нової якості життя суспільства і є найважливішими чинниками та базою економічної могутності та національної безпеки країни.

У свою чергу, зміни в системі суспільних відносин впливають на освіту та вимагають від неї мобільності й адекватної відповіді на запити нового історичного етапу та відповідності потребам розвитку економіки в цілому.

Аналіз досліджень показує, що за останні роки в педагогічній науці та практиці зростає увага до проблеми політехнічної спрямованості, поєднання навчання з продуктивною працею. Разом з тим, як у вітчизняній, так і в зарубіжній педагогічній теорії та практиці спостерігається суперечливість у поглядах і наукових підходах до проблем політехнічної освіти в середній школі, що негативно позначається на політехнічній підготовці школярів.

У вступі обґрунтована актуальність обраної проблеми, визначено об'єкт і предмет дослідження, сформульовано мету, завдання, робочу гіпотезу, розкрито його провідну ідею, наукову новизна, теоретичну та практичну значущість роботи, викладено етапи та методи дослідження, виділено положення, що виносяться на захист, охарактеризовано апробацію та впровадження результатів дослідження.

У першому розділі дослідження показано, що ідея політехнічної освіти молоді знайшла підтримку та розвиток в роботах А.Г.Калашникова, у зв'язку з чим радянська загальноосвітня школа розбудовувалася як трудова політехнічна. На початку 20-х років XX ст. він висунув низку цінних положень, що стосувалися сутності, особливо предмета й змісту політехнічної освіти. Цікаві думки належать також П.П.Блонському, С.Т.Шацькому та деяким іншим ученим.

До ідеї політехнічної освіти повернулися наприкінці 50-х років минулого століття, коли почала створюватися одинадцятирічна школа з виробничим навчанням. У цей час з'явилися цікаві роботи (М.Н.Скаткін, С.М.Шабалов, С.Г.Шаповаленко та ін.), а головне - ідеї політехнізму почали реалізовуватися по суті: до навчального процесу загальноосвітньої школи були включені політехнічні дисципліни, суспільно корисна праця і т.д.; політехнічна освіта отримала свій розвиток у середній спеціальній та вищій школі. Продовжували свої дослідження М.Н.Скаткін, П.І.Ставський, В.С.Лєдньов і деякі інші вчені.

Основні концептуальні положення вивчення наукових основ техніки в процесі політехнічної підготовки учнів містяться в працях П.Р.Атутова, С.Я.Батишева, Ю.К.Васильєва, М.А.Жиделєва, В.Г.Зубова, А.Г.Калашникова, В.А.Полякова, Л.І.Рєзникова, М.Н.Скаткіна, П.І.Ставського, С.М.Шабалова, С.Г.Шаповаленко, А.А.Шибанова, Д.А.Епштейна, Є.Д.Щукіна.

Питанням політехнічного принципу навчання фізики присвячені наукові праці В.Г.Зубова, В.Г.Розумовського, О.І.Бугайова, С.У.Гончаренка, А.Г.Глазунова, А.В.Усової, Е.Д.Щукіна та інших авторів, значне місце в них відводиться реалізації принципу політехнізму в курсі фізики.

У дисертаційній роботі проаналізовані різні концепції розвитку політехнічної освіти на сучасному етапі.

Питання вдосконалення змісту основних навчальних предметів у контексті сучасних завдань політехнічної освіти отримали широке висвітлення в науково-педагогічній літературі. Значна кількість наукових публікацій присвячені, зокрема, питанням удосконалення політехнічного змісту шкільного курсу фізики.

Це дає можливість розподілити дослідження по групах:

·

·

·

·

·

·

·

·

Аналіз показує, що наукові знання, які учні отримують в школі, виконують не тільки пізнавальну, світоглядну, але й політехнічну функції. У наш час учні загальноосвітньої школи отримують знання з техніки та технології, економіки та організації виробництва різними шляхами, що становлять систему політехнічної підготовки в середній школі.

Так, згідно О.І.Бугайова, підготовка учня до виробничої діяльності найбільш ефективна при засвоєнні ним наукових знань із політехнічним змістом. У його працях зроблена спроба докладно дослідити шляхи та засоби формування політехнічних знань й умінь у процесі вивчення фізики у світлі вимог сучасної науково-технічної революції.

Автор вважає, що для визначення змісту політехнічної освіти та шляхів її здійснення в процесі навчання фізики дуже важливо виходити з перспектив розвитку науково-технічної революції.

Велике теоретичне та практичне значення в розробці проблем політехнічного навчання мають роботи В.Г.Розумовського. Він наголошує, що важливим компонентом змісту курсу фізики є питання прикладної фізики. Значною мірою цим пояснюється неоднаковий обсяг різних тем курсу та неоднаковий розподіл бюджету навчального часу на їх вивчення, що відображає не тільки повноту вивчення фізичних теорій у шкільному курсі, але й їх прикладну значущість для економіки та сучасного виробництва.

На думку П.Р.Атутова, політехнічних знань, умінь і навичок у чистому вигляді не існує, вони взаємопов’язані з усіма предметами, виявляються у всіх галузях людської діяльності.

Б.М.Мірзахмедов стверджує, що науково-технічний прогрес в епоху сучасної науково-технічної революції призводить до поступового перекладу виробничих процесів у сільському господарстві на промислову основу. Ця тенденція науково-технічного прогресу в сільському господарстві повинна бути знайома учням, а її глибоке висвітлення - використовуватися в роботі політехнічної освіти учнів. Розвиток політехнічного кругозору учнів середніх шкіл, має орієнтуватися на сучасне сільське господарство.

Проведене дослідження показало, що сьогодні в науково-педагогічній літературі сформувалися декілька систем класифікації політехнічних знань й умінь. Але складність проблеми визначається головним чином тим, що багато авторів у якості класифікаційної основи використовують різні спеціалізовані критерії. З огляду на сучасні вимоги до школи, змісту й організації трудового політехнічного навчання, подальша розробка змісту та методики політехнічної освіти має йти, як нам уявляється, по шляху виділення й вивчення загальних основ сучасного виробництва.

Автор на основі дослідження робить висновок про те, що підсумовуючи цілі політехнічної освіти в курсі фізики, можна сказати, що її зміст складають фундаментальні фізичні теорії та відповідні їм найважливіші напрями науково-технічного прогресу. Нами визначені наступні етапи реалізації політехнічної освіти:

а) найважливіші напрями науково-технічного прогресу;

б) галузі виробництва та техніки;

в) перспективні галузі розвитку фізики;

г) фізичні основи дії конкретних технічних об'єктів.

Основні напрями науково-технічного прогресу, безпосередньо пов’язані з курсом фізики, за якими, на нашу думку, рекомендується здійснювати відбір відповідних інформаційних матеріалів, наведено в таблиці 1.

Таблиця 1

Сучасні напрями науково-технічного прогресу в курсі фізики

Найважливіші напрями науково-технічного прогресу | Галузі виробництва та техніки | Перспективні галузі розвитку сучасної фізики | Фізичні основи дії конкретних технічних об'єктів

Автоматизація | Автоматика. Електронна техніка. Радіотехніка та зв'язок. Телебачення. Автоматика та телемеханіка. Приладобудування. Квантова електроніка | Квантова механіка. Термодинаміка та молекулярна фізика. Електродинаміка. Фізика напівпровідників і діелектриків. Радіофізика. Фізика електролітів. Квантова оптика | Термоелектричні явища. Електричне поле. Електропровідність. Датчики та підсилювачі. Явище електромагнітної індукції. Електромагнітні коливання та хвилі. Закони фотоефекта

Енергетика

| Теплоенергетика. Електроенергетика. Електрифікація. Енергетичне машинобудування. Промисловість. Сільське господарство. Нафтогазовий сектор. Транспорт. Електротехніка. Приладобудування | Теплофізика. Електрофізика. Фізика конденсованого стану. Плазмова енергетика. Магнетизм. Квантова електродинаміка. Ядерна фізика. Основи електротехніки | Газові закони. Теплові явища. Закони термодинаміки, Ома, Ампера, електромагнітної індукції, електролізу. Змінний струм. Передача електричної енергії та її використання. Незатухаючі електромагнітні коливання в генераторі на транзисторі

Електронно-обчислювальна

техніка | Електроніка. Мікропроцесорна техніка. Кібернетика. Оптоелектроніка. Мікроелектроніка. Світлотехніка. | Фізична інформатика. Фізика електричних кіл. Електротехніка. Радіотехніка. Прикладна фізична оптика. Волоконна оптика | Явище термоелектронної емісії. Напівпровідникові прилади. Електромагнітні коливання та хвилі. Фотоелектричні явища

Створення матеріалів з необхідними технічними властивостями | Виробництво нових матеріалів. Металургія. Будівництво. Радіоелектроніка. Нафтохімічна промисловість. Приладобудування. Електротехніка | Фізика твердого тіла та фізичне матеріалознавство. Фізика полімерів і кристалів. Фізика магнітних явищ і магнітних матеріалів. Напівпровідники. Лазерна фізика. Квантова фізика | Механічні властивості твердих тел. Теплові, електрофізичні, діелектричні та магнітні властивості матеріалів. Сегнетоелектрики та п'єзоелектрики. Напруженість магнітного поля. Лазери–підсилювачі

Екологія | Транспорт. Теплоенергетика. Електрифікація. Біоенергетика. Нетрадиційна енергетика. Нафтогазова промисловість. Електрометалургія | Молекулярна фізика. Основи термодинаміки. Електрика. Магнетизм. Надпровідники. Електромагнітні випромінювання. Світлові кванти Атомна фізика | Сили взаємодії молекул. Закони термодинаміки. Теплові електричні машини. Теплові електричні станції.. Електромагнітні коливання та хвилі. Ядерний реактор. Термоядерна реакція

Ми спробували розробити структуру політехнічного матеріалу з фізики відповідно до основних напрямів науково-технічного прогресу.

Така система повідомлення знань у курсі фізики забезпечує можливість дотримання більш строгої послідовності у формуванні політехнічних знань й умінь.

У дослідженні на прикладі п'яти основних напрямів науково-технічного прогресу (автоматизація; енергетика; електронно-обчислювальна техніка; створення матеріалів із необхідними технічними властивостями та екологія) розглядається, яким чином у навчанні фізики здійснюється політехнічна підготовка школярів.

У результаті аналізу нами систематизовано політехнічний матеріал з фізики відповідно до головних напрямів науково-технічної революції. У розробленій нами системі політехнічного матеріалу зазначені не тільки зв'язки розділів курсу з основними напрямами науково-технічного прогресу в економіці, але й наведено прикладний матеріал, що може бути використаний учителем при вивченні тієї або іншої теми. Така систематизація прикладних питань фізики визначає зміст політехнічного матеріалу та підсилює професійну спрямованість вивчення даного курсу фізики в середній школі.

Аналіз численних досліджень, присвячених проблемі реалізації принципу політехнізму в навчально-виховному процесі загальноосвітніх шкіл, дає підстави викласти в короткій формі основні теоретико-методичні положення основ політехнічної освіти як в цілому, так і з урахуванням специфіки регіональних особливостей процесу соціально-економічного розвитку Казахстану.

Автор вважає, що політехнічна освіта, її конкретний зміст у школі може тільки в міру можливого наближатися до ідеальної моделі. При її конкретизації необхідно враховувати економічні та соціальні можливості республіки на кожному відповідному етапі її розвитку, що постійно змінюються. Як показує аналіз навчально-виховного процесу загальноосвітніх шкіл Казахстану, отримання учнями знань про техніку та технологію, економіку та організацію виробництва, основи сільського господарства відбувається різними шляхами і є певною системою політехнічної підготовки. На важливість політехнічної освіти учнів середніх шкіл вказує той факт, що вона зведена в ранг обов'язкового закону.

Політехнічна освіта як невід'ємна складова виховання всебічно підготовленої особистості зумовлена не тільки розвитком техніки, але й суспільними умовами діяльності людини.

Таким чином, політехнічна освіта учнів розвиває в них свідомий, творчий підхід до своєї діяльності, і, перш за все, в галузі техніки та технології, збагачує сферу їх суспільних відносин, засоби діяльності та забезпечує норми свідомої поведінки, а також широку основу вибору професії, пов'язаної з матеріальним виробництвом. Все це допомагає молоді визначити своє місце у суспільному житті у відповідності зі здібностями, що є умовою подальшого формування всебічно розвиненої особистості.

Відповідно до логіки нашого дослідження визначення самих технічних об'єктів (техніки, технологічних процесів, матеріалів) для ознайомлення з ними школярів у процесі політехнічної підготовки здійснюється на основі аналізу тенденцій розвитку сучасного виробництва, і, насамперед, його провідної галузі - машинобудування (зокрема, верстатобудування, електротехнічного виробництва, приладобудування та ін.). При цьому необхідно враховувати наступні напрями розвитку його техніки та технології: забезпечення необхідної якості продукції, зниження собівартості, підвищення рівня продуктивності праці (це найважливіші проблеми виробництва): досягнення високої точності обробки (зокрема, розробка нових видів різальних інструментів); пошук мало- та безвідхідних технологій, розробка відповідної техніки (зокрема, порошкова металургія, обробка тиском, електрофізичні та електрохімічні методи обробки); скорочення витрат людської праці, економна витрата ресурсів (комплексна механізація та автоматизація виробництва на основі застосування мікропроцесорної техніки, робототехнічних систем, створення гнучких автоматизованих виробництв, покращення агрономічних показників техніки тощо).

Дослідження показало, що ознайомлення учнів з вищевикладеними питаннями з урахуванням рівнів спільності політехнічних знань має здійснюватися у всіх ланках системи політехнічної підготовки школярів.

Важливу роль в організації політехнічної підготовки учнів при вивченні фізики відіграють дидактичні принципи: науковості, систематичності, наочності, доступності, міцності засвоєння знань.

Зазначені дидактичні принципи дозволили визначити положення, яких ми дотримувалися при відборі політехнічного матеріалу для навчальних занять з фізики.

Здійснення політехнічного принципу в навчанні спирається на дидактичні принципи. Зі свого боку, політехнічний принцип збагачує засоби та підвищує дієвість реалізації дидактичних принципів у навчанні.

В.А.Фабрикант підкреслював, що важливе значення в удосконалені політехнічної освіти мають організаційні форми та методи роботи, особливо ті, які характеризуються активною самостійною діяльністю учнів.

Автор на основі дослідження робить висновок про те, що завдання посилення політехнічної спрямованості навчання фізики вирішується в нерозривному зв'язку з підвищенням ідейно-теоретичного рівня його змісту та викладання.

Спостереження за роботою учнів на уроках показали, що вони слабко застосовують знання для вирішення практичних питань, не вміють застосовувати їх на нових виробничих об'єктах. Тестування школярів підтвердило ці висновки. Щоб отримати ще більш об'єктивну картину, була проведена тестова робота для 240 учнів, у якій поставлено 84 питання, що стосувалися застосування й врахування фізичних явищ на виробництві. Виявилося, що з роботою впоралися лише 38% школярів. Таким чином, було отримано остаточний висновок про те, що залучення політехнічного матеріалу часто здійснюється незадовільно. Для покращення становища, що склалося, нами було використано принцип політехнічного навчання. Це дозволило визначити методику використання політехнічного матеріалу на уроках фізики.

Для вивчення питань політехнічної освіти в процесі навчання фізики в середніх загальноосвітніх школах було проведено анкетування вчителів фізики. Зразок анкети подано в додатку 1 дисертації.

Аналіз результатів анкетування та констатувального експерименту дозволяють зробити висновки про недостатню політехнічну підготовку учнів в галузі сучасної техніки та технології виробництва.

Знання учнів про фізичні основи сучасного виробництва часто поверхові та формальні, не відповідають вимогам науково-технічного та соціального прогресу. Сформованість знань на рівні уявлень, що потребують простого відтворення отриманих раніше знань, задовільна. Однак удосконалення пізнавальних умінь (порівнювати, аналізувати, узагальнювати і т.п.), уміння переносити отримані знання в різні виробничі ситуації залишається низьким. Таким чином, результати опитування вчителів дозволили зробити висновки про недостатню політехнічну підготовку старшокласників в галузі сучасного виробництва.

Проведене дослідження показало, що рівень знань з наукових основ виробництва, уміння бачити загальне та особливе, уміння робити перенесення знань у новій ситуації залишається низьким. Причина зазначених недоліків пояснюється слабкою методичною розробленістю проблем політехнічної підготовки учнів у процесі вивчення фізики. Для нашого дослідження становить інтерес дидактична система політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики в середній загальноосвітній школі.

У другому розділі представлена методична система політехнічної освіти учнів у процесі навчання фізики.

У дослідженні визначено теоретичні передумови застосування в практиці навчання сукупності методів: пояснення технічних пристроїв - засобів праці, демонстрація процесів роботи; пояснення принципів роботи об'єктів техніки за допомогою застосування знань основ наук; лабораторно-практичні роботи з поглибленого вивчання засобів техніки; розв’язування системи задач (зокрема, проблемних), спрямованих на політехнічний аналіз конструкцій.

У ході дослідження були визначені нові форми та засоби політехнічного навчання, що вимагають створення адекватної їм методичної системи, яка забезпечує:

- методичне обґрунтування принципів відбору політехнічного матеріалу з фізики для різних форм його подання;

- методичне обґрунтування відбору та забезпечення системності сукупності дидактичних засобів для реалізації політехнічного принципу при вивченні фізики;

- методичну підтримку різноманітних форм навчальної діяльності та видів навчальних занять з фізики;

- розробку методичних рекомендацій для вдосконалення політехнічної освіти з урахуванням сучасних умов викладання шкільного курсу фізики;

- диференціацію навчання: методичне обґрунтування вибору профільного навчання та професійної орієнтації фізичної освіти в середній школі;

- широке використання сучасних досягнень науки та техніки в процесі навчання фізики в загальноосвітній школі.

Зміст та ефективність використання методичної системи політехнічного навчання фізики, з одного боку, пов'язані з дидактичними та методичними можливостями нових технологій у поєднані із засобами традиційних методик навчання фізики. З іншого боку, завдяки реалізації методичної системи навчання фізики, відбувається вдосконалення політехнічної підготовки учнів у процесі вивчення фізики.

Проведене дослідження дозволило зробити висновок про те, що методична система надає вчителеві та учневі комплекс методик, методів, прийомів і засобів навчання фізики, що поєднує в собі кращі досягнення методик політехнічної освіти та сучасних засобів навчання фізики.

Методична система вивчення напрямів науково-технічного прогресу має, звичайно, загалом відповідати загальноприйнятій методиці викладання фізики, разом з тим, потрібно ширше використовувати нові методичні прийоми, що довели свою ефективність.

Під методичною системою ми розуміємо цілі та завдання, зміст, форми, методи та засоби політехнічного навчання в умовах сучасної парадигми освіти. Пропонована модель дозволяє досягти високого рівня політехнічних знань, умінь, навичок і сформованості політехнічної компетентності.

Модель методичної системи навчання фізики припускає вдосконалення політехнічної освіти учнів із широким використанням сучасних досягнень техніки та виробництва і підвищення рівня політехнічної підготовки школярів шляхом впровадження нових методів і спеціальних організаційних форм навчання. Вона має інтегративні, так звані, системні властивості.

Результатом застосування системного підходу до освітнього процесу стала розроблена нами концептуальна модель політехнічної освіти в процесі навчання фізики в середній загальноосвітній школі, що наведена в таблиці 2.

Умовою успішності та ефективності політехнічної освіти в процесі навчання фізики є системний підхід до неї. Нами розроблена концептуальна модель педагогічної системи політехнічної освіти в