Формирование логических операция в процессе обучения физике

Формирование логических операция в процессе обучения физике

(, учитель физики школы № 33)

Главная цель проблемного, обучения - это при мини­мальных затратах времени получить максимальный эффект в развитии мышления и творческих способностей учащихся. Поэтому вопрос об отборе наиболее ценных проблем, свя­занных между собой в единую систему, нельзя решать в отрыве от структуры курса и содержания материала. По­ясним сказанное. Структура каждого курса определяется общими идеями, положенными в основу его построения, например структура механики (IX класс) вытекает из глав­ной методической идеи: показать, как на протяжении всего курса решается основная задача механики — определение положения движущегося тела в пространстве в любой мо­мент времени. Эта задача четко и последовательно рас­крывается в учебнике. Следовательно, главные проблемы должны способствовать логически последовательному раскрытию стержневой методической идеи курса и обеспечи­вать активную мыслительную работу учащихся.

Главные и частные проблемы решаются под руководством учителя на уроках, посвященных изучению нового мате­риала. В результате их решения ученики приобретают но­вые теоретические знания. Основной формой организа­ции деятельности учащихся при этом является поисковая, или эвристическая, беседа. Такое обучение невозможно без самостоятельной работы учащихся над решением учебных проблем, которыми могут быть творческие задачи и иссле­довательские лабораторные работы, выполняемые на уроке, а также домашние проблемные задания разных видов.

Несколько слов о последовательности действий при со­ставлении системы главных проблем.

1. Сначала определяют стержневую идею данного раз­дела курса физики, которая вытекает из общих целей и задач обучения и воспитания в процессе преподавания физики с учетом конкретного физического материала. На­пример, в оптике — это развитие представлений о природе света; в электричестве — параллельное развитие двух основ­ных понятий: об электрическом заряде, с одной стороны, и о полях (электрическом, магнитном, электромагнитном) — с другой.

2. Выделяют основные этапы (основные логические линии) в развитии центральной, стержневой идеи.

3. Формулируют проблемы, решения которых создают переход от одного этапа к другому.

Это главные проблемы в системе проблемного обучения (при объяснении нового материала), вскрывающие логику и закономерности развития науки. Они позволяют учащим­ся понять, что «внутренними пружинами» развития науки являются противоречия между господствующей научной кон­цепцией и новыми опытными фактами, которые она не в со­стоянии объяснить. Преодоление этих противоречий и озна­чает движение науки вперед, результатом чего и является появление новых идей и физических теорий.

Методическое объединение учителей физики и информатики занимается проблемой интеллектуального развития учащихся.

Учитель физики занимается проблемой формирования логических операций у учащихся на уроках физики.

Логические операции: анализ, синтез и производные от них операции(сравнение, абстрагирование, обобщение и классификация).

Сравнение – установление признаков сходства и различия между предметами и явлениями.

Абстрагирование – выделение существенных особенностей предметов и явлений и отвлечение от несущественных при рассмотрении их с определенной точки зрения.

Обобщение – выделение наиболее общих, существенных признаков, характеристик изучаемого предмета.

Классификация – объединение предметов в классы, роды, виды на основе установления сходства главных и второстепенных признаков.

Выделены шесть критериев оценки сформированности логических операций:

1) знание сущности и структуры операций;

2) понимание функции операций;

3) применение логических операций;

4) перенос операции в новые, нестандартные условия.

Знание сущности и функции логической операции. Без знания сущности операций нельзя иметь какого-либо представления об их назначении и функционировании.

Знание структуры операции. Учащиеся знают, с какой целью производится выбранная ими операция; знают структурные компоненты и их последовательность выполнения, т. е. алгоритм или предписание; умеют делать правильное заключение - вывод.

Применение на практике логических операций. Ученик готов выполнить простые, стандартные и алгоритмические задания, в которых необходимо использовать логические операции.

Перенос операции в новые нестандартные условия. Ученик готов решать задачи повышенной трудности, которые предполагают умение оперировать логическими операциями. Кроме того, он способен переносить эти умения в новые, изменяющиеся, нестандартные условия, т. е. проявлять творчество в разных сферах деятельности.

Опираясь на результаты научных исследований и школьной практики, проблему своего исследования сформулировали следующим образом: каковы педагогические условия и средства, обеспечивающие формирование логических операций у школьников в учебном процессе.

В основу исследования положена гипотеза, согласно которой формирование логических операций будет существенно улучшено, если: процесс осуществления будет целенаправленным и планомерным на основе обобщенной методики, базирующейся на концепции непрерывности и преемственности функций логических операций.

Опытно-экспериментальная база исследования: общеобразовательная – школа N33 г. Саранска. Исследованием было охвачено свыше 150 учащихся.

Основные этапы исследования

–  изучение специальной литературы по общим проблемам формирования логических операций и разработка теоретических предпосылок по содержанию, обоснованию условий и средств формирования логических операций;

–  подготовка и апробирование экспериментального материала и разработка общей методики экспериментальной работы и проведение констатирующего эксперимента;

–  корректировка теоретических положений по результатам проверки экспериментальных материалов и создание экспериментальных материалов для формирующего эксперимента;

–  проведение формирующего эксперимента;

–  обработка и анализ результатов эксперимента.

Научная новизна исследования состоит в том, что в нем:

–  использована интегрированная система дидактических, методических и логико-психологических связей, позволяющая управлять процессом формирования логических операций;

–  разработана методика формирования логических операций, базирующаяся на концепции непрерывности и преемственности функций логических операций;

–  разработаны дидактические условия и средства формирования логических операций;

–  выделены критерии и уровни сформированности логических операций;

–  разработана методика диагностики уровней сформированности логических операций.

Теоретическая значимость исследования состоит в раскрытии сущности динамики функционального развития логических операций и в обосновании ее как дидактического условия их формирования.

Практическая значимость обеспечивается содержащимися теоретическими положениями и выводами, которые могут найти применение в деятельности общеобразовательных школ по совершенствованию формирования логических операций, а также – в целях улучшения профессиональной подготовки будущего учителя.

Внедрение и апробация результатов исследования. Материалы исследований проверялись и корректировались в ходе опытно-экспериментальной работы. Они были доложены и получили одобрение на межреспубликанских научно-методических конференциях (г. Саранск, 1992г., 1994г.), на республиканских научно-практических конференциях (г. Саранск 1993г., 1996г.), на Всероссийской научно-практической конференции (г. Саранск, 1995г.). В 2005 и 2006 году работа принимала участие в городском конкурсе «Учитель - исследователь» и стала победителем этого конкурса (г. Саранск, 2006г.).

Методика использования динамики функционального развития логических операций.

Данная методика иллюстрируется на примере изучения физических понятий: масса, электрический заряд, элементарные частицы.

Педагогическая эффективность предлагаемых средств формирования логических операций у учащихся определялась в ходе формирующего эксперимента, общая цель которого состояла в проверке влияния предложенной нами системы управления на эффективность формирования логических операций у учащихся в процессе изучения физических понятий.

Формирующий эксперимент имел следующие задачи:

-  проверить разработанную этапность и методику формирования логических операций;

-  сравнить уровни сформированности логических операций у учащихся экспериментальной и контрольной групп;

-  сравнить глубину и прочность знаний учащихся экспериментальной и контрольной групп;

С целью выявления оценки уровня сформированности логических операций учащихся и проверки эффективности предложенной методики в ходе эксперимента использовались специально разработанные тесты (см. приложение).

Анализ результатов показал, что педагогическая эффективность предлагаемых средств формирования логических операций в экспериментальных классах оказалась в 1,52 раза выше, чем в контрольных. Характерной особенностью является тенденция к возрастанию именно творческого уровня сформированности логических операций в экспериментальных классах по сравнению с контрольными.

Предложенная методика хорошо иллюстрируется диаграммами, построенными на основе таблицы №3 Анализ диаграмм позволяет констатировать, что процесс формирования логических операций может осуществляться стихийно. В этом случае динамика процесса происходит на более низком уровне, чем в процессе с опорой на динамику функционального развития (диаграмма экспериментальных классов).

ТАБЛИЦА № 3

Цели Задачи	Знание сущности	Понимание функции	Применение	Перенос	Число заданий
Анализ Синтез	3	3	2	2	10
Сравнение	1	1	2	2	6
абстрагирование	1	1	1	1	4
Обобщение	2	2	2	2	8
классификация	0	0	3	0	2
число заданий	7	7	9	7	30

Классы	Уровни	Анализ %	Синтез %	Сравнение %	Абстрагирование %	Обобщение %	Классификация %
экспер	контр	экспер	контр	экспер	контр	экспер	контр	экспер	контр	экспер	контр
9	3	88	33	81	48	88	60	83	56	78	56	68	42
2	2	25	2	17	2	24	3	14	4	16	7	28
1	10	42	17	35	10	16	14	30	18	28	28	30
8	3	89	30	78	65	82	42	79	54	72	55	57	30
2	3	12	2	5	1	22	1	14	1	11	1	50
1	8	58	20	30	17	28	20	32	27	34	42	20
7	3	79	20	76	10	85	60	75	43	68	37	58	25
2	1	23	3	31	2	21	1	21	10	1	7	4
1	20	57	21	59	13	16	24	36	22	63	35	71