WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Профессионально направленная методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов

Автореферат докторской диссертации по педагогике

 

На правах рукописи

 

Петрова Елена Борисовна

 

 

Профессионально направленная методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов

 

 

13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (физика)

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора педагогических наук

 

 

 

Москва - 2010


Работа выполнена на кафедре теории и методики обучения физике факультета физики и информационных технологий Московского педагогического государственного университета

Научный консультант: доктор педагогических наук, профессор

Пурышева Наталия Сергеевна

Официальные оппоненты

доктор педагогических наук, профессор

Голубева Ольга Наумовна

доктор педагогических наук, профессор

Бордонская Лидия Александровна

доктор физико-математических наук, профессор

Свиридов Владимир Владимирович

Ведущая организация:

Уральский государственный педагогический университет

Защита состоится «____»_____________2010 года     часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.05 при Московском педагогическом государственном университете по адресу:

119435, Москва, ул. М. Пироговская, д. 29, ауд. № 49

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Московского педагогического государственного университета по адресу:

119992, Москва, ул. М. Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан «_____»________________________2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета                                           Л.А. Прояненкова

Общая характеристика исследования

Социальные процессы, связанные с развитием производства, запросами очередного этапа развития науки и техники, требуют перестройки системы образования, поиска новых путей достижения традиционной цели – подготовки компетентных специалистов для деятельности в различных областях, в том числе и в области образования.

Модернизация школьного образования, осуществляемая в настоящее время, ставит новые профессиональные задачи перед высшей школой, предъявляет новые требования к профессиональной подготовке учителя современной школы, бакалавров и магистров образования. Новыми задачами их подготовки являются такие, как формирование у студентов профессиональных компетенций в области реализации уровневой и профильной дифференциации, предпрофильной подготовки, преподавания интегрированных и элективных курсов, использования новых педагогических, в том числе информационных, технологий, технических средств обучения и приборной базы. В связи с этим необходимо обеспечить соответствие предметной подготовки будущих учителей задачам современного этапа реформирования общего среднего и высшего профессионального образования.

Комплексное преобразование сферы высшего образования подразумевает также пересмотр концепции подготовки кадров в каждой конкретной области деятельности. Модернизация содержания образования требует существенного обновления учебно-методического обеспечения и реализации в нем современных инновационных подходов. В связи с этим в последние годы был принят ряд важных правительственных документов, которые регламентируют реформирование системы высшего образования и определяют долгосрочные перспективные цели этих преобразований. К приоритетным направлениям развития системы высшего профессионального образования отнесены переход на уровневую систему подготовки кадров и разработка новых образовательных стандартов с учетом современных квалификационных требований к специалистам различных уровней. При определении цели создания Федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС ВПО) основные акценты делаются на обеспечение универсальности, фундаментальности, профессиональной и практической направленности образования.

В настоящее время подготовка по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов осуществляется в два этапа: на первом этапе – в бакалавриате или специалитете и на втором этапе – в магистратуре.

В последнее время усилено внимание к подготовке специалистов в области естественнонаучного образования. Это связано с введением таких дисциплин, как «Концепции современного естествознания», «Естественнонаучная картина мира» и т.п. в образовательные программы высшего профессионального образования и курса «Естествознание» в учебные планы общего среднего образования. Поэтому в числе профилей подготовки магистров направления «Педагогическое образование» присутствует такой, как «Естественнонаучное образование». В связи с этим возникает задача разработки программы подготовки магистров в области естественнонаучного образования, обладающих компетенциями, необходимыми для реализации профессиональной деятельности на инновационной основе с учетом приоритетных направлений развития науки и образования.

Цели подготовки выпускников педагогического вуза определяются задачами их профессиональной деятельности. В результате обучения они должны обладать рядом общекультурных и профессиональных компетенций, к которым относятся, в частности, готовность использовать основные законы физики в преподавании естественнонаучных дисциплин, применять методы моделирования, теоретического и экспериментального исследования; готовность к реализации уровневой и профильной дифференциации, предпрофильной подготовки, преподавания интегрированных и элективных курсов, использованию новых информационных технологий. Для этого необходимо обеспечить такой уровень подготовки по физике студентов, обучающихся по направлению «Педагогическое образование», который позволит создать базу для освоения дисциплин предметного блока и будет соответствовать задачам современного этапа реформирования общего среднего и высшего профессионального образования.

При проведении исследования по проблеме профессионально направленной подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов, а также бакалавров образования выявлен ряд причин, не позволяющих достичь ее должного уровня. В ходе констатирующего этапа педагогического эксперимента обнаружено, что к числу наиболее существенных причин сравнительно низкой подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов можно отнести: 1) несоответствие содержания дисциплины «Физика» современному состоянию естественных наук; 2) отсутствие мотивации к занятиям физикой; 3) несоответствие существующих форм работы со студентами целям подготовки бакалавров образования; 4) недостаточное отражение в существующем содержании дисциплины «Физика» профессионально направленного материала.

Содержание подготовки магистров педагогического образования по профилю «Естественнонаучное образование» также нельзя считать сложившимся и удовлетворительным, так как существует лишь стандарт нового поколения, а основная образовательная программа пока еще полностью не сформирована.

Таким образом, существующие в настоящее время методики подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей не являются достаточными для того, чтобы обеспечить необходимый уровень профессиональной компетентности выпускников педагогического вуза.

Проблемам совершенствования преподавания физики в высшей школе студентам естественнонаучных специальностей посвящен ряд исследований, в том числе, работы по теоретическим проблемам совершенствования физического образования (Г.А. Бордовский, О.Н. Голубева, А.Д. Суханов, А.А. Червова и др.), профессиональной направленности обучения физике (А.Е. Айзенцон, Л.В. Масленникова, И.А. Мамаева и др.), совершенствованию различных форм занятий по физике и отдельных видов деятельности в процессе этих занятий (Л.Г. Антошина, А.М. Зайцева, Г.И. Китайгородская, Л.В. Королева, В.В. Ларионов, В.Г. Петросян, В.В. Сперантов, Б.А. Струков, А.Е. Тулинцев и др.). Однако в этих работах не отражены вопросы, связанные с подготовкой студентов в условиях уровневой системы высшего профессионального образования.

При создании профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей нельзя не учитывать и проблемы, связанные с существенными изменениями самого естественнонаучного знания, его теоретических и экспериментальных методов. При этом следует учесть, что физика для студентов естественнонаучных специальностей не является профессией, но их профессиональная деятельность предполагается в сферах естественнонаучного образования или естественнонаучных исследований, для которых физика является базовой дисциплиной. В связи с этим перед каждым выпускником высшего учебного заведения встают задачи системного и междисциплинарного характера, требующие комплексного решения.

Таким образом, анализ состояния проблемы подготовки студентов в бакалавриате и магистратуре естественнонаучного образования позволяет сформулировать следующие противоречия:

– между необходимостью подготовки учителей естественнонаучных дисциплин, квалификация которых удовлетворяет потребностям современной школы, и системой их подготовки, при которой недостаточное внимание уделяется формированию общекультурных и профессиональных компетенций;

– между поставленной задачей перехода к уровневой структуре высшего профессионального педагогического образования и отсутствием профессионально направленной модели методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей в условиях уровневого педагогического образования;

– между современным состоянием естественнонаучного знания и содержанием дисциплин подготовки по физике, преподаваемых студентам естественнонаучных специальностей, которое не отражает в полной мере современного уровня развития естественнонаучного знания.

Эти противоречия обусловливают

Актуальность исследования по теме «Профессионально направленная методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов», проблемой которого является поиск ответа на вопрос: «Какими должны быть концепция и модель методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей при уровневой структуре высшего профессионального образования?»

Объектом исследования является процесс подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов.

Предметом исследования является профессионально направленная методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов.

Под профессиональной направленностью подразумевается, с одной стороны, отражение в содержании обучения фундаментальности физических знаний и связей физики с дисциплинами предметного блока; с другой стороны, использование специфических для будущих преподавателей образовательной области «Естествознание» видов деятельности.

Цель исследования заключается в теоретическом обосновании, разработке и реализации концепции профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов.

Гипотеза исследования формулируется следующим образом: подготовка по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов достигнет уровня профессиональной компетентности, если методическая система подготовки по физике будет учитывать современный уровень развития естественнонаучного знания, опираться на принципы фундаментальности, интеграции, межпредметных связей и профессиональной направленности обучения, учитывать психологические особенности обучаемых и специфику их профессиональной направленности (специфику целей, характер учебно-познавательной деятельности, специфику реализации дидактических и частнометодических принципов).

В результате будет:

– повышена мотивация студентов естественнонаучных специальностей к изучению физики,

– повышены полнота и системность знаний по физике и дисциплинам предметной подготовки,

– достигнут требуемый уровень готовности к реализации межпредметных связей и интеграции в процессе будущей профессиональной деятельности.

Цели и гипотеза исследования определяют его задачи.

1. Выявить состояние проблемы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов.

2. Выявить состояние естественнонаучного знания на современном этапе его развития.

3. Теоретически обосновать основные положения концепции профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей с учетом уровневой структуры высшего профессионального образования.

4. Построить модель профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей, объединяющую целевой, содержательный и процессуальный компоненты.

5. Разработать методику подготовки по физике студентов бакалавриата и магистратуры направления «Педагогическое образование» (естественнонаучные профили), т.е.:

– определить общие и специфические цели подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей на разных уровнях образования;

– определить содержание и логическую структуру дисциплины «Физика» в бакалавриате и интегративных естественнонаучных дисциплин в магистратуре;

– определить методы, формы и средства обучения.

6. Провести педагогический эксперимент с целью проверки эффективности разработанной методической системы.

Методологические основы исследования составляют результаты работ, перечисленных ниже.

Для обоснования гипотезы исследования использованы:

– работы ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области философско-методологических оснований естествознания и его преподавания (И.Д. Акопян, Н. Бор, М. Бунге, В.В. Будко, М.В. Волькенштейн, Г.Г. Гранатов, А. Пуанкаре, Г. Гельмгольц, Б.М. Кедров, Е.Н. Князева, Т. Кун, С.П. Курдюмов, Т.Г. Лешкевич, У. Матурана, Д. Пойа, П. Тейяр де Шарден, А.Н. Уайтхед, Р. Фейнман и др.);

– работы ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области психологии по проблемам:

– когнитивной психологии (Б.Ф. Ломов, Г.В. Суходольский, У. Найссер, Дж. Гибсон),

– процессов познания (П.К. Анохин, Н.А. Бернштейн, Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, Д.И. Узнадзе, П.Я. Гальперин, П. Линдсей, Д. Норман, У. Матурана и др.),

– теории деятельности (Л.С. Выготский, А.Н. Леонтьев, С.Л. Рубинштейн, В.В. Давыдов, Й. Ломпшар и др.),

– теории диссонанса (Л. Фестингер), теории мотивации (А. Маслоу),

– латеральной психологии (Э. де Боно).

При разработке программ и содержания дисциплин были использованы работы, в которых рассматривались проблемы

– дифференцированного обучения физике (Н.С. Пурышева),

– профессиональной направленности обучения физике в вузах (И.А. Иродова, И.А. Мамаева, Л.В. Масленникова, А.И. Наумов, А.Е. Тулинцев),

– межпредметных связей и интеграции в обучении и образовании (З.Э. Байбагисова, Н.М. Бурцева, И.Д. Зверев, В.С. Елагина, А.А. Измайлова, В.Н. Максимова, Н.И. Резник, В.П. Соломин, А.В. Усова, Г.Ф. Федорец, В.Н. Федорова, П.Н. Федосеев, Н.К. Чапаев, О.А. Яворук),

– теории и методики вариативного построения содержания обучения физике (С.В. Бубликов, Л.В. Королева),

– теории и методики формирования естественнонаучных понятий в процессе обучения физике (Е.Я. Серополова),

– совершенствования преподавания физики в педагогических и других вузах (Г.А. Бордовский, Л.А. Бордонская, О.Н. Голубева, Ю.А. Гороховатский, В.В. Ларионов, И.А. Мамаева, В.Г. Петросян, В.В. Сперантов, А.Д. Суханов и др.).

Также были приняты во внимание основные тенденции развития системы высшего образования: переход на уровневую структуру высшего профессионального образования и подготовку специалистов широкого профиля, усиление фундаментальности и интегративности содержания образовательных программ и др.

Можно выделить четыре основных этапа исследования.

На первом этапе (1994 – 2004 гг.) изучались и анализировались нормативные документы, касающиеся приоритетов развития образования и его модернизации, в том числе перехода на уровневую систему высшего профессионального образования. На этом этапе были сформулированы цель, предмет и задачи исследования, проводилось изучение существующей педагогической практики. В этот период был исследован вопрос об особенностях обучения физике студентов естественнонаучных нефизических специальностей. Для обоснования концепции и формирования методологической основы исследования осуществлялось изучение литературы по философии, психологии и учебно-методической литературы. Это позволило сформулировать рабочий вариант гипотезы исследования, составить его план и программу экспериментальной части исследования.

На втором этапе (2005 – 2006 гг.) был продолжен анализ литературы по проблеме исследования, который позволил уточнить направления исследования и начать систематизацию библиографической базы. Разрабатывались основные положения концепции методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей. На основании положений концепции разрабатывалась модель методической системы, и выявлялись критерии оценки ее эффективности. Был проведен поисковый этап педагогического эксперимента, целью которого являлось уточнение и корректировка основных положений концепции, и частичная апробация элементов методической системы, в частности, проверка эффективности использования вариативного компонента содержания физического образования при проведении различных форм занятий.

На третьем этапе (2007 – 2008 гг.) были сформулированы основные положения концепции методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов, позволившие сформировать модель методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей, сформулировать основные положения методики преподавания дисциплины «Физика» в бакалавриате, включающей разработку методических рекомендаций для проведения практических занятий, разработку тематики работ лабораторного практикума для студентов биологических, географических и химических специальностей; создание работоспособных макетов установок, апробированных в ходе проведения занятий, создание методических рекомендаций для проведения учебного эксперимента. На этом этапе проводилась подготовка текста диссертации, проводились апробация и внедрение результатов педагогического эксперимента, был проведен обучающий эксперимент и сделана статистическая обработка результатов обучающего этапа педагогического эксперимента. Этот этап позволил подтвердить выдвинутую гипотезу. Кроме того, на этом этапе была определена структура и содержательная часть методической системы подготовки по физике.

На четвертом этапе (2008 – 2009 г.) был проведен отбор содержания и определена методика преподавания интегративных дисциплин при обучении в магистратуре. Проведена лабораторная проверка созданных методик, подтвердившая их эффективность. Проверка проводилась на базе кафедры физики для естественных факультетов МПГУ. Параллельно проводился контрольный этап педагогического эксперимента по проверке эффективности элементов методической системы подготовки по физике.

Теоретические методы исследования: изучение литературы, посвященной общим и частным вопросам философии естествознания, анализ научной, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; общенаучные методы (анализ, синтез, конкретизация, классификация, обобщение, сравнение, сопоставление, систематизация); моделирование методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей.

Экспериментальные методы исследования: наблюдение; анкетирование; беседа; интервьюирование; личное преподавание физики студентам медицинского и педагогического вузов, личное преподавание учащимся профильных классов гимназии и лицея; экспериментальная работа констатирующего, поискового и обучающего характера; обсуждение результатов исследования на семинарах, совещаниях, конференциях.

Научная новизна результатов исследования состоит в следующем:

1. Определены теоретические основы профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов, учитывающей специфические цели подготовки студентов по физике, их профессиональные интересы и психологические особенности, содержание дисциплин предметной подготовки, и опирающиеся на принципы фундаментальности, межпредметных связей, интеграции и профессиональной направленности.

2. Разработана концепция методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневой структуры высшего профессионального образования, включающая следующие положения.

1) Физическое образование студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневого профессионального образования осуществляется в два этапа: изучение монопредметной дисциплины «Физика» в бакалавриате и интегративных естественнонаучных дисциплин в магистратуре.

2) Ведущими дидактическими принципами конструирования дисциплины «Физика» для студентов естественнонаучных специальностей (бакалавриат) и принципами обучения являются принципы фундаментальности, научности, межпредметных связей и профессиональной направленности.

3) Ведущими дидактическими принципами конструирования интегративных дисциплин для студентов естественнонаучных специальностей (магистратура) и принципами обучения являются принципы фундаментальности, научности, интеграции и профессиональной направленности.

4) Эти принципы на этапе подготовки студентов естественнонаучных специальностей по физике в бакалавриате реализуются следующим образом:

– принцип фундаментальности предполагает отражение теоретической составляющей научных знаний, которая составляет их основу и способствует формированию в процессе овладения системой физических знаний определенного типа мышления;

– принцип научности предполагает соответствие отражения состояния науки физики в содержании дисциплины «Физика»;

– принцип межпредметных связей предполагает отражение в содержании и методах обучения межнаучных связей;

– принцип профессиональной направленности предполагает отражение в содержании дисциплины «Физика» профессионально значимого для студентов материала.

5) Эти принципы на этапе подготовки студентов естественнонаучных специальностей по физике в магистратуре реализуются следующим образом:

– принцип фундаментальности предполагает наряду с теоретической составляющей научных знаний использование и их практической составляющей, т.е. моделирование и экстраполяцию полученных знаний на реальные жизненные ситуации;

– принцип научности предполагает соответствие содержания интегративных дисциплин уровню развития современной науки;

– принцип интеграции заключается в обобщении всех известных теоретических законов и принципов и установлении тех, которые являются универсальными в естествознании;

– принцип профессиональной направленности реализуется в деятельности студентов по освоению умений значимых для будущей профессиональной деятельности.

6) Основой технологий обучения физике и интегративным дисциплинам студентов естественнонаучных специальностей в бакалавриате и магистратуре являются психологические (особенности процесса познания, теории диссонанса, идеи развития латерального мышления) и педагогические теории (межпредметных связей и интеграции), а также психологические особенности студентов естественнонаучных специальностей, их когнитивные стили восприятия и переработки информации.

3. Сконструирована модель профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей, которая объединяет в себе целевой, содержательный и процессуальный компоненты. Модель реализована в виде методической системы, отличительными особенностями которой являются: 1) использование профессионально направленного материала на всех видах занятий; 2) единая схема организации занятий, включающая инвариантный и вариативный компоненты; 3) специальные задания, направленные на осмысленное применение знаний по физике для объяснения явлений и процессов области предметной подготовки; 4) дидактические информационные средства для организации самостоятельной деятельности студентов при подготовке к занятиям по физике; 5) интегративные дисциплины, сконструированные на основе различных частнометодических принципов; 6) специально разработанные задания для усиления профессиональной направленности подготовки студентов магистратуры.

4. Разработаны учебно-методические комплексы ряда дисциплин подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей, отражающие современные идеи физики («Основы биофизики», «Физические основы приема и передачи информации», «Физические основы биологических процессов»), которые включают программы дисциплин, методические рекомендации, описание системы демонстрационного и лабораторного эксперимента, описание системы дидактических информационных средств, примерные варианты контрольных мероприятий, список реферативных работ, список рекомендуемой литературы.

Теоретическая значимость исследования состоит в:

  • развитии теории учебного предмета применительно к учебным дисциплинам, составляющим содержательный компонент методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов;
  • развитии теории и методики обучения физике в вузе в направлении определения теоретических основ построения дисциплины «Физика» для бакалавриата и интегративных дисциплин для магистратуры естественнонаучного образования.

Практическую значимость имеют следующие результаты исследования:

1. Профессионально направленная методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов, включающая дисциплину «Физика» для бакалавриата и интегративные дисциплины для магистратуры естественнонаучного образования.

2. Разработанные содержание и структура дисциплины «Физика» и интегративных дисциплин «Физические основы биологических процессов», «Физические основы приема и передачи информации», «Основы биофизики».

3. Учебно-методическое обеспечение процесса подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневой структуры высшего профессионального образования, включающее программы дисциплин, методические рекомендации, описание системы демонстрационного и лабораторного эксперимента, описание системы дидактических информационных средств.

4. Модель лабораторного практикума, соответствующего структуре и содержанию дисциплины «Физика», учитывающего межпредметные связи с биологией, химией и географией, включающего дидактические информационные средства для самостоятельной подготовки студентов к занятиям по физике.

5. Учебные мультимедийные пособия для самостоятельной подготовки к занятиям физического лабораторного практикума.

6. Методика осуществления уровневой дифференциации на основе диагностики, использующей теорию диссонанса.

Использование разработанных материалов в педагогической практике позволяет повысить уровень подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневой структуры высшего профессионального образования.

На защиту выносятся:

1. Разработанная концепция методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневой структуры высшего профессионального образования должна включать следующие положения.

1) Физическое образование студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневого профессионального образования осуществляется в два этапа: изучение монопредметной дисциплины «Физика» в бакалавриате и интегративных естественнонаучных дисциплин в магистратуре.

2) Ведущими дидактическими принципами конструирования дисциплины «Физика» для студентов естественнонаучных специальностей (бакалавриат) и принципами обучения являются принципы фундаментальности, научности, межпредметных связей и профессиональной направленности.

3) Ведущими дидактическими принципами конструирования интегративных дисциплин для студентов естественнонаучных специальностей (магистратура) и принципами обучения являются принципы фундаментальности, научности, интеграции и профессиональной направленности.

4) Эти принципы на этапе подготовки студентов естественнонаучных специальностей по физике в бакалавриате реализуются следующим образом:

– принцип фундаментальности предполагает отражение теоретической составляющей научных знаний, которая составляет их основу и способствует формированию в процессе овладения системой физических знаний определенного типа мышления;

– принцип научности предполагает соответствие отражения состояния науки физики в содержании дисциплины «Физика»;

– принцип межпредметных связей предполагает отражение в содержании и методах обучения межнаучных связей;

– принцип профессиональной направленности предполагает отражение в содержании дисциплины «Физика» профессионально значимого для студентов материала.

5) Эти принципы на этапе подготовки студентов естественнонаучных специальностей по физике в магистратуре реализуются следующим образом:

– принцип фундаментальности предполагает наряду с теоретической составляющей научных знаний использование и их практической составляющей, т.е. моделирование и экстраполяцию полученных знаний на реальные жизненные ситуации;

– принцип научности предполагает соответствие содержания интегративных дисциплин уровню развития современной науки;

– принцип интеграции заключается в обобщении всех известных теоретических законов и принципов и установлении тех, которые являются универсальными в естествознании;

– принцип профессиональной направленности реализуется в деятельности студентов по освоению умений значимых для будущей профессиональной деятельности.

6) Основой технологий обучения физике и интегративным дисциплинам студентов естественнонаучных специальностей в бакалавриате и магистратуре являются психологические (особенности процесса познания, теории диссонанса, идеи развития латерального мышления) и педагогические теории (межпредметных связей и интеграции), а также психологические особенности студентов естественнонаучных специальностей, их когнитивные стили восприятия и переработки информации.

2. Методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневой структуры высшего профессионального образования должна строиться на основе ведущих принципов отбора содержания дисциплин подготовки по физике на каждом из уровней обучения с учетом современного состояния естественнонаучного знания, учитывать психологические особенности студентов естественнонаучных специальностей, когнитивные стили их восприятия и переработки информации.

3. Модель профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей, должна включать целевой, содержательный и процессуальный компоненты, и быть реализована в виде методической системы, отличительными особенностями которой являются: 1) использование профессионально направленного материала на всех видах занятий; 2) единая схема организации занятий, включающая инвариантный и вариативный компоненты; 3) использование специальных заданий, направленных на осмысленное применение знаний по физике для объяснения явлений и процессов в области предметной подготовки; 4) использование дидактических информационных средств для организации самостоятельной деятельности студентов при подготовке к занятиям по физике; 5) включение в учебный план магистратуры интегративных дисциплин, сконструированных на основе различных частно-методических принципов; 6) использование системы заданий для усиления профессиональной направленности подготовки студентов магистратуры.

4. Учебно-методические комплексы дисциплины «Физика» для студентов естественнонаучных специальностей в бакалавриате должны включать программы дисциплин, методические рекомендации для студентов и преподавателей, описания системы демонстрационного и лабораторного эксперимента, описание системы дидактических информационных средств, примерные варианты контрольных мероприятий, список реферативных работ, список рекомендуемой литературы, способствующих формированию у студентов системы базовых знаний по физике и направленные на более осознанное восприятие дисциплин предметного блока.

5. Учебно-методические комплексы интегративных дисциплин подготовки по физике для студентов магистратуры по направлению естественнонаучное образование («Основы биофизики», «Физические основы приема и передачи информации», «Физические основы биологических процессов») должны включать программы дисциплин, методические рекомендации для студентов и преподавателей, описания системы демонстрационного и лабораторного эксперимента, описание системы дидактических информационных средств, примерные варианты контрольных мероприятий, список реферативных работ, список рекомендуемой литературы, способствующие формированию целостной естественнонаучной картины мира и умений применения полученных знаний к решению профессионально значимых задач.

Апробация результатов исследования осуществлялась посредством их отражения в публикациях и выступлений на территориальных, региональных, республиканских и международных научно-практических семинарах и конференциях, в том числе на:

международных

– II Международной научно-методической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» (Москва, 2000),

– VI, VII, VIII, IX международных конференциях «Физика в системе современного образования» (ФССО) (Ярославль, 2001; Санкт-Петербург, 2003, 2005, 2007, 2009),

– Международном форуме «Информатизация процессов охраны здоровья населения» (Турция, Кемер, 2001),

– III международной научно-методической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз (НТПФ-III)» (Москва, 2002),

– XIV международном форуме по «Медико-экологической безопасности, реабилитации и социальной защите населения» (Хорватия, 2003),

– VII международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» (Москва, 2008),

– X Международной учебно-методической конференции «Современный физический практикум» (Астрахань, 2008),

– VIII международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития» (Москва, 2009);


республиканских

– III Конференции стран Содружества «Современный физический практикум» (Звенигород, 1995),

– Съезде российских физиков-преподавателей «Физическое образование в XXI веке» (Москва, 2000),

– XIX Российской конференции по электронной микроскопии (XIX РКЭМ-2002) (п. Черноголовка, 2002),

– 1-м Российском научном форуме МедКомТех 2003 (Москва, 2003),

– VII Всероссийской конференции по биомеханике (Н. Новгород, 2004),

– III съезде биофизиков России (Воронеж, 2004),

региональных

– Межвузовской конференции «Активные формы и методы обучения в вузе» (Рязань, 1994),

– Вторых рязанских педагогических чтений «Педагогические технологии в высшей школе» (Рязань, 1995),

– совещании-семинаре «Физика в системе подготовки студентов нефизических специальностей университетов в условиях модернизации образования» (Астрахань, 2004),

– семинаре «Оборудование немецкой компании Phywe в российских вузах: опыт работы и перспективы применения» (Ростов-на-Дону, 2009),

а также выступлений на научно-методических семинарах учителей физики, химии и биологии на курсах повышения квалификации школьных учителей дисциплин естественнонаучного цикла Москвы, Санкт–Петербурга, Астрахани и Ростова–на–Дону.

Результаты исследования внедрены в практику работы кафедры физики для естественных факультетов Московского педагогического государственного университета, в учебный процесс кафедры физики медицинской и биологической физики Российского государственного медицинского университета, Забайкальского государственного гуманитарно-педагогического университета им. Н.Г. Чернышевского, кафедры общей, теоретической физики и методики преподавания физики Рязанского государственного педагогического университета им. С.А. Есенина, использованы при проведении курсов повышения квалификации, проводимых для учителей физики г. Москвы.

Результаты исследования отражены в 68 работах автора, опубликованных в центральной печати и различных региональных изданиях.

Содержание и структура диссертационного исследования обусловлены его целями и задачами. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографии и 6 приложений. Основной текст занимает 316 страниц, содержит 27 схем, 30 рисунков и 13 таблиц. Библиография включает 347 наименований, в том числе 6 – на иностранных языках.

Основное содержание диссертации

Во введении обоснована актуальность исследования, посвященного разработке профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей в условиях уровневой системы высшего профессионального образования. Определены объект предмет, цели и задачи диссертационного исследования, представлены его методологические основы и концепция, раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость результатов исследования, приведены сведения об апробации результатов работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние проблемы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей» анализируются проблемы, с которыми сталкиваются преподаватели физики в системе высшего профессионального образования, в том числе, и педагогического. Общими проблемами для учреждений высшего профессионального образования являются: уменьшение числа часов, отводимых на изучение физики учебным планом; неуклонное снижение уровня подготовки по математике и физике абитуриентов; крайне низкая мотивация к изучению физики у студентов нефизических специальностей. Последнее объясняется тем, что дисциплину «Физика» студенты изучают на младших курсах, поэтому они еще не видят возможности применения полученных знаний и не осознают их значимости для дальнейшей профессиональной деятельности.

Проведенный анализ дает возможность определить наиболее близкие друг другу специальности, которые далее будут объединены термином «нефизические естественнонаучные». К студентам, обучающимся по этим специальностям, могут быть отнесены студенты классических и педагогических университетов, специализирующиеся в области химии, биологии, географии, экологии и т.п., а также студенты медицинских вузов.

Студенты нефизических естественнонаучных специальностей имеют общие цели подготовки по физике, главными среди которых являются освоение фундаментальной составляющей дисциплины «Физика» и приобретение умения применять полученные знания для решения профессиональных задач. Эти задачи могут лежать как в области научных исследований, так и в области преподавательской деятельности.

В ходе констатирующего эксперимента было выявлено отсутствие методики подготовки по физике достаточной для обеспечения необходимого уровня профессиональной компетентности, и определены основные направления исследования: необходимо создание методической системы подготовки по физике, которая учитывала бы современное состояние естествознания и психологические особенности студентов естественнонаучных специальностей. Было установлено, что такая методическая система должна включать компоненты, обеспечивающие профессиональную направленность и фундаментальность физического образования. Были установлены принципы, на основе которых возможно построение профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов при уровневой системе высшего профессионального образования.

Для бакалавриата к ним можно отнести принципы фундаментальности, научности, профессиональной направленности, а для магистратуры – интеграции, научности и профессиональной направленности. Проведен анализ содержания данных принципов и показана их многозначность, которая активно используется в условиях уровневой системы высшего профессионального образования.

Все это позволило определить актуальность и задачи исследования, к которым относятся анализ современного состояния естественных наук и психологических теорий, с помощью которых можно решить проблемы повышения мотивации студентов к занятиям физикой и уровня усвоения системы естественнонаучных знаний.

Во второй главе «Современное естествознание и физическое образование» рассмотрены вопросы, связанные с анализом современных тенденций развития естественных наук и естествознания в целом. Среди них основными являются процессы интеграции и дифференциации научного знания, результатом которых стало возникновение наук на стыке специальностей и основы для формирования научной области «Естествознание» на новом уровне философского обобщения. Перечисленные выше тенденции не могут не найти отражения и в образовании.

В результате проведенного анализа выявлены вопросы, отражение которых необходимо в содержании дисциплин подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей. Под дисциплинами подготовки по физике подразумеваются дисциплина «Физика» для бакалавриата и интегративные естественнонаучные дисциплины для магистратуры.

Перенесение идеи интеграции научных направлений в образование дает основание для создания учебных дисциплин интегративного характера. В результате был разработан ряд дисциплин для магистратуры по профилю «Естественнонаучное образование», среди них «Физические основы биологических процессов», «Основы биофизики», «Физические основы приема и передачи информации».

В основу разработанных программ дисциплин подготовки по физике положены общенаучные методологические принципы: дополнительности, причинности, соответствия и симметрии. Эти принципы учтены при отборе содержания лекционных курсов, практических занятий и физического практикума, как для бакалавриата, так и для магистратуры.

Отражение состояния естественных наук и естествознания в содержании дисциплин подготовки по физике является основой для формирования у студентов бакалавриата физической картины мира, основанной на принципе научности и обеспечивающей фундаментальность полученных знаний, а у студентов магистратуры – целостной естественнонаучной картины мира в процессе освоения интегративных курсов, основанных на идеях современной науки, к которым, прежде всего, относятся идеи эволюции, синергетики и т.п.

В третьей главе «Теоретические основы методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов» представлены теоретические положения и принципы, учет которых позволил построить концепцию и создать профессионально направленную методическую систему подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов.

Из анализа трудов ведущих отечественных и зарубежных психологов следует, что проблемы, существующие при обучении физике студентов нефизических естественнонаучных специальностей в бакалавриате, связаны, в основном, с отсутствием у студентов мотивации к занятиям, что является причиной низкого уровня усвоения учебного материала.

В работах отечественных и зарубежных психологов, занимающихся исследованием процесса познания, подробно рассмотрены процессы получения и переработки знаний. В них показано, что наиболее важными этапами познания является ассоциирование новых знаний с уже имеющимися у студентов. Если цепочка ассоциирования нового знания нарушается, то у субъекта исчезает мотивация к дальнейшему процессу познания. Применив результаты этих работ в конкретной ситуации обучения студентов естественнонаучных специальностей, можно сделать вывод о том, что недостаточная подготовка по физике в школе приводит к недостаточной сформированности в сознании студентов элементов знаний, с которыми они могли бы устанавливать ассоциации в процессе обучения в вузе. Следовательно, для повышения мотивированности и успешности обучения необходимо использовать те элементы, которые имеются в распоряжении студентов – знания из дисциплин предметного блока. Сказанное дает основание утверждать, что в содержании дисциплин подготовки по физике должны быть отражены элементы знаний дисциплин предметного блока.

Поскольку проблема изменения мотивации к освоению дисциплин подготовки по физике у студентов является важнейшей, то в работе предложен еще один способ ее решения. Анализ трудов Л. Фестингера (теория диссонанса) позволил разработать методику дифференциации студентов в зависимости от степени их мотивированности к занятиям дисциплиной «Физика». Целью этой дифференциации является достижение запланированных в процессе обучении результатов при применении для каждой из групп студентов личностно ориентированных методических приемов. Учет особенностей каждой из групп студентов способен привести к уменьшению числа неуспевающих по дисциплине «Физика».

Рассмотренные в диссертации психологические особенности восприятия информации при изучении материала студентами естественнонаучных специальностей в бакалавриате учтены при отборе содержания и конструировании дисциплины «Физика». В процессе изучения дисциплины студентам необходимо показать характерные признаки и взаимосвязи между явлениями, а также возможность практического использования полученных знаний в интересующей их области естествознания. Преподаватель должен создать такие условия учебной деятельности, которые способствуют усвоению основных идей дисциплины «Физика», то есть общих (основных) признаков и взаимосвязей, лежащих в ее основе, и провоцируют познавательную активность студентов, направленную на приобретение, организацию и использование определенного объема знаний. Следовательно, дисциплина «Физика» должна иметь, по крайней мере, две составляющие – инвариантную и вариативную. Инвариантная составляющая призвана формировать представления об основных законах физики, она является фундаментальной составляющей. При ее изучении основной целью является установление взаимосвязи явлений, законов и теорий физики, осознание стройности системы, включающей эти законы, т.е. построение физической картины мира.

Вариативный компонент необходим для формирования положительной мотивации студентов естественнонаучных специальностей к занятиям дисциплиной «Физика». Он предполагает демонстрацию практических приложений теорий и законов физики для объяснения характерных для каждой из естественнонаучных специальностей явлений и процессов, а также объяснение с точки зрения физики методов их исследования. Включение вариативного компонента во все виды занятий позволяет существенно повысить мотивацию студентов к занятиям.

В содержание дисциплины «Физика» включается фундаментальный блок, обязательными элементами которого являются:

1) методология науки, характеризующая основные понятия научного познания и способствующая формированию представления о процессе научного познания исследователя в процессе решения поставленной задачи;

2) фундаментальные теории и законы, составляющие основу преподаваемой дисциплины; излагаемые в виде системы, описывающей модель окружающего мира;3) некоторые фундаментальные методы исследования, которые иллюстрируют универсальность физических теорий и законов;

4) некоторые сведения из истории физики, которые позволяют сделать изложение дисциплины более доступным, наглядным, продемонстрировать особенности развития науки физики; конкретные примеры открытия некоторых законов, проиллюстрировать единство науки вообще и возможности естественнонаучных межпредметных связей в частности.

Таким образом, деление содержания на инвариантную и вариативную компоненты позволяет осуществить межпредметные связи физики и дисциплин предметного блока, усилить профессиональную направленность обучения, а также повысить мотивацию студентов к занятиям физикой.

В процессе преподавания дисциплины «Физика» формируются основы для дальнейшего изучения студентами естественнонаучных специальностей дисциплин предметного блока и компетенции, необходимые для будущей успешной профессиональной педагогической деятельности. Полученная подготовка по физике также служит базой для дальнейшего обучения в магистратуре.

Схема 1

Этапы формирования естественнонаучной картины мира в условиях уровневой подготовки в системе высшего профессионального образования

Учет основных законов развития естественных наук и их классификации позволяет сбалансировать содержание инвариантного и вариативного компонентов дисциплины «Физика», а также интегративных дисциплин подготовки по физике.

Одной из целей обучения студентов в магистратуре является подготовка к выполнению научно-исследовательской, научно-методической, педагогической деятельности. Каждая из них предполагает элемент творчества и при обучении в магистратуре необходимо развитие не только вертикального (логического) мышления, но и элементов дополняющего его горизонтального (латерального) мышления (Э. де Боно), которое является важным элементом при формировании творческой личности. Поэтому методика преподавания интегративных дисциплин в магистратуре включает элементы методики развития латерального мышления Э. де Боно. В специально разработанных заданиях отражены основные идеи методики Э. де Боно, которые сводятся к следующим утверждениям:

1. Любой взгляд на вещи не единственный, поэтому представители различных естественнонаучных специальностей описывают одни и те же или сходные явления средствами своей системы представлений о природе.

2. В процессе обучения не следует отвергать никакие предположения для объяснения различных явлений. Любое из них может быть принято, как рабочая гипотеза, а затем найдена соответствующая доказательная база.

3. Для успешного формирования иного взгляда на вещи необходимо отказаться от уже сформированной доминантной идеи.

4. В результате работы по переработке получаемой о явлениях информации происходит ее переосмысление, т.е. происходит перестройка существующих паттернов.

Учитывая, что студентами магистратуры являются выпускники бакалавриата, имеющие различную специализацию, эти утверждения сводятся к необходимости их обучения использованию методов и инструментария одной предметной области к решению проблем в другой.

Реализация описанного подхода осуществляется в процессе преподавания интегративных дисциплин.

В Государственном образовательном стандарте высшего педагогического образования второго поколения подготовки магистров направления «Естественнонаучное образование» имеются два основных блока (дисциплины направления и специальные дисциплины) , но для удобства решения задач исследования мы используем иной принцип группировки дисциплин. Условно разделим все входящие в образовательную программу дисциплины на три блока, сохраняя при этом ее содержание и структуру – блоки общенаучных, профессиональных и специальных дисциплин.

Блок общенаучных дисциплин включает: методологические дисциплины («Философия науки», «Современные проблемы науки и образования», «Методология психолого-педагогических исследований» и т.п.). Блок профессиональных дисциплин включает дисциплины, связанные с общими и частными вопросами преподавания естествознания («Теория и методика обучения естествознанию в условиях уровневой дифференциации в средней школе» и т.п.).

Блок специальных дисциплин включает интегративные дисциплины, изучение которых направлено на формирование у студентов целостной естественнонаучной картины мира. Наполнение блока специальных дисциплин осуществляется вузом в соответствии со спецификой решаемых задач.

Преподавание интегративных дисциплин в магистратуре базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплины «Физика». Содержание интегративных дисциплины также включает инвариантный и вариативный компоненты, однако роль второго компонента увеличивается. Это определяется основной целью обучения интегративным дисциплинам и служит усилению профессиональной направленности обучения.

В основе отбора содержания дисциплин специального блока и его структурирования лежат общие дидактические принципы и идея интеграции, однако, частнометодические принципы различны для разных дисциплин и определяются ведущими методологическими идеями той или иной научной области знания. Источником содержания всех интегративных дисциплин являются естественные науки.

При отборе содержания дисциплин учитывается основная цель обучения в магистратуре – формирование целостной естественнонаучной картины мира, и дидактические принципы, основными среди которых являются принципы научности, системности, интеграции, профессиональной направленности.

Примерами таких дисциплин, построенных нами с учетом различных частнометодических принципов, являются «Физические основы приема и передачи информации» (спирально-циклический), «Физические основы биологических процессов» (линейный), «Основы биофизики» (ступенчатый). Нами указаны лишь генеральные принципы построения дисциплин, но на самом деле их структура много сложней и содержит еще внутреннюю подструктуру, выраженную, как правило, в виде встроенных циклических конструкций.

На основе вышеизложенного в главе сформулированы основные положения концепции профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов.

1. Физическое образование студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов в условиях уровневого профессионального образования осуществляется в два этапа: изучение монопредметной дисциплины «Физика» в бакалавриате и интегративных естественнонаучных дисциплин в магистратуре.

2. Ведущими дидактическими принципами конструирования дисциплины «Физика» для студентов естественнонаучных специальностей (бакалавриат) и принципами обучения являются принципы фундаментальности, научности, межпредметных связей и профессиональной направленности.

3. Ведущими дидактическими принципами конструирования интегративных дисциплин для студентов естественнонаучных специальностей (магистратура) и принципами обучения являются принципы фундаментальности, научности, интеграции и профессиональной направленности.

4. Эти принципы на этапе подготовки студентов естественнонаучных специальностей по физике в бакалавриате реализуются следующим образом:

– принцип фундаментальности предполагает отражение теоретической составляющей научных знаний, которая составляет их основу и способствует формированию в процессе овладения системой физических знаний определенного типа мышления;

– принцип научности предполагает соответствие отражения состояния науки физики в содержании дисциплины «Физика»;

– принцип межпредметных связей предполагает отражение в содержании и методах обучения межнаучных связей;

– принцип профессиональной направленности предполагает отражение в содержании дисциплины «Физика» профессионально значимого для студентов материала.

5. Эти принципы на этапе подготовки студентов естественнонаучных специальностей по физике в магистратуре реализуются следующим образом:

– принцип фундаментальности предполагает наряду с теоретической составляющей научных знаний использование и их практической составляющей, т.е. моделирование и экстраполяцию полученных знаний на реальные жизненные ситуации;

– принцип научности предполагает соответствие содержания интегративных дисциплин уровню развития современной науки;

– принцип интеграции заключается в обобщении всех известных теоретических законов и принципов и установлении тех, которые являются универсальными в естествознании;

– принцип профессиональной направленности реализуется в деятельности студентов по освоению умений значимых для будущей профессиональной деятельности.

6. Основой технологий обучения физике и интегративным дисциплинам студентов естественнонаучных специальностей в бакалавриате и магистратуре являются психологические (особенности процесса познания, теории диссонанса, идеи развития латерального мышления) и педагогические теории (межпредметных связей и интеграции), а также психологические особенности студентов естественнонаучных специальностей, их когнитивные стили восприятия и переработки информации.

Модель профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов представлена на схеме 2.

В содержании интегративных дисциплин реализованы методологические принципы дополнительности, соответствия, причинности и симметрии.

В качестве основы преподавания дисциплин интегративного характера, каковыми являются практически все дисциплины, входящие в учебный план магистратуры по направлению «Современное естественнонаучное образование», используется материал дисциплины «Физика», которая изучается студентами в бакалавриате всех естественнонаучных факультетов на младших курсах.

Поскольку, содержание инвариантного компонента примерно одинаково для всех естественнонаучных специальностей (различия определяются числом отводимых часов, и, следовательно, глубиной изучения, но это не влияет на отбор содержания), имеется общая база, которая необходима для построения интегративных курсов и составляет их основу. Это является основанием для обучения выпускников различных естественных факультетов в магистратуре по одному учебному плану.

Схема 2

Модель профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов

Концепция профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов реализована в виде модели методической системы, отличительными особенностями которой являются: 1) использование профессионально направленного материала на всех видах занятий; 2) единая схема организации занятий, включающая инвариантный и вариативный компоненты; 3) использование специальных заданий, направленных на осознанное использование знаний по физике для объяснения явлений и процессов области предметной подготовки; 4) использование дидактических информационных средств для организации самостоятельной деятельности студентов при подготовке к занятиям по физике; 5) использование интегративных дисциплин, сконструированных на основе различных частнометодических принципов; 6) использование специально разработанных заданий для усиления профессиональной направленности подготовки студентов магистратуры; 7) использование уровневого физического практикума.

В четвертой главе «Реализация концепции подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов» представлена методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей в бакалавриате и магистратуре. Раскрыты подходы к отбору и конструированию содержания дисциплин подготовки по физике на каждом из уровней обучения (бакалавриат и магистратура); описаны организация и методика проведения различных форм занятий (лекции, практические работы, физический лабораторный практикум).

Целью подготовки по физике в бакалавриате является создание базы для усвоения дисциплин предметного блока и для дальнейшего обучения в магистратуре. Поэтому при отборе и структурировании материала для лекционного курса и практических занятий необходим учет особенностей объектов изучаемых студентами в рамках блока предметных дисциплин. Сравнение содержания лекционного материала для студентов биологических и географических специальностей показывает, что при одних и тех же исходных идеях для них важны различные аспекты явлений: для биологов – взаимодействие живых организмов со средой, а для географов – свойства самой среды. Эти особенности определяют содержание вариативных компонентов, как лекционного материала, так и материала для практических занятий.

Важным моментом подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей является формирование осознанности применения ими физических знаний для объяснения процессов и явлений, изучаемых в дисциплинах предметного блока. Для этого предусмотрена специальная система заданий, предполагающих качественный ответ на вопрос, и проведение доступных студентам оценочных расчетов.

Подготовка по физике на любом уровне предполагает формирование у студентов экспериментальных умений. Их необходимость определяется тем, что значимость в настоящее время проблем экологии вынуждает учителей всех естественнонаучных дисциплин осваивать простейшие физические приборы, позволяющие осуществлять мониторинг окружающей среды.

В рамках рассматриваемой методической системы формирование экспериментальных умений должно осуществляться при работе в физическом практикуме, состоящем из ряда лабораторных работ, в структуре которых также отражены инвариантная и вариативная составляющие. В рамках инвариантной составляющей практикума студенты исследуют фундаментальные законы, а в рамках вариативной – их практические приложения. Например, в лабораторной работе «Исследование цветовоспринимающей системы глаза» в инвариантной части исследуются основные спектральные закономерности, а в вариативной – изменение спектрального состава при прохождении света через среды с различными свойствами, являющиеся моделью заболевания катарактой. Физический практикум в магистратуре является отдельным элементом учебного процесса и носит мировоззренческий характер, его лабораторные работы направлены на исследование общенаучных принципов (например, «Исследование хаотических систем различной физической природы с использованием различных видов моделирования» – принципа причинности). Важным элементом методического обеспечения физического практикума является мультимедийное описание лабораторных работ, которое позволяет организовать самостоятельную деятельность студентов, компенсирует отсутствие у них простейших экспериментальных умений и специального времени на изучение лабораторного оборудования.

Для студентов магистратуры сохраняется традиционная система занятий: лекции, практические занятия и занятия в лабораторном практикуме. Учет целей подготовки по физике в магистратуре (интеграция знаний по физике и содержания дисциплин предметной подготовки; формирование в сознании студентов целостной естественнонаучной картины мира; демонстрация профессиональной направленности естественнонаучных знаний) требует введения специфических видов деятельности в каждой из форм занятий.

В соответствии с поставленными целями при отборе материала для практических занятий должны выполняться следующие требования:

– содержание задач и заданий опирается на знания, полученные студентами при изучении дисциплин предметного блока в бакалавриате;

– содержание задач и заданий имеет межпредметный (в бакалавриате) и интегрированный (в магистратуре) характер, то есть включает элементы знаний всех естественнонаучных дисциплин;

– решение задач опирается на фундаментальные законы физики;

– при решении задач используется аппарат математики;

– содержание задач и заданий учитывает когнитивные особенности студентов естественнонаучных специальностей;

– содержание задач и заданий способствует формированию и развитию латерального мышления;

– поиск ответа на вопрос задачи или задания требует от студентов не просто применения того или иного закона физики, а проведения цепочки рассуждений, привлечения дополнительного материала из различных естественнонаучных дисциплин;

– ответ на поставленный в задаче вопрос имеет вид небольшого законченного исследования с приведенными в письменном виде рассуждениями, вычислениями и т.п.

Практические занятия для студентов магистратуры носят ориентировочную и контрольную функцию.

Ориентировочная функция заключается в том, что преподаватель на практических занятиях приводит примеры задач и заданий, показывает основные приемы поиска ответов к ним, приводит примеры оформления развернутого ответа, а также дает четкие инструкции относительно всех основных этапов выполнения заданий и формулирует требования к результатам.

Дальнейшую работу целесообразно отнести на часы самостоятельной работы, в рамках которой по имеющимся у них ориентирам, студенты должны самостоятельно разработать систему задач по определенной преподавателем тематике.

Контрольная функция практических занятий заключается в оценке разработанных студентами задач и заданий, которые могут быть представлены в виде небольших докладов, сопровождаемых презентациями.

Целями такой формы учебной работы являются

– формирование у студентов умения решать физические задачи более сложного уровня, нежели на занятиях по дисциплине «Физика»;

– показ студентам, имеющим различное базовое образование, возможностей использования физических методов для решения задач с тематикой из других естественнонаучных дисциплин (например, решение задач с биологическим содержанием или более сложным интегрированным содержанием);

– формирование у студентов умения поиска материала для создания физических задач различного уровня сложности для сопровождения дисциплины «Физика» и интегративных дисциплин подготовки по физике;

– формирование у студентов умения составления задач.

В магистратуре физический лабораторный практикум также является одной из важнейших форм обучения, но имеет в большей степени мировоззренческое значение.

Содержание и особенности работ физического практикума для магистратуры определяются двумя обстоятельствами:

1) уровнем подготовки студентов естественнонаучных специальностей;

2) содержанием и структурой интегративных курсов.

При создании физического практикума для магистратуры следует исходить, прежде всего, из особенностей экспериментальной подготовки студентов естественнонаучных специальностей, которые

  • владеют минимальными экспериментальными умениями;
  • знакомы лишь с наиболее часто употребляемым универсальным оборудованием (осциллографом, звуковым генератором, простейшими измерительными приборами, источниками питания и т.п.);
  • владеют первичными навыками оформления и обработки результатов эксперимента (табличным и графическим представлением результатов эксперимента, методами расчета погрешностей и т.п.);
  • знакомы с основными экспериментальными методами исследования в области профессиональных дисциплин: универсальными для естествознания и специфическими для каждой из естественных наук.

Вторым обстоятельством, учитываемым при создании лабораторного практикума для магистратуры, являются особенности отбора содержания интегративных дисциплин. Оно определяет главную особенность практикума для студентов магистратуры: практикум не сопровождает какую-либо конкретную дисциплину, он является самостоятельным элементом, иллюстрирующим трансдисциплинарные идеи естествознания в целом.

Перечисленные особенности определяют принцип отбора содержания и структуру лабораторных работ физического практикума, а также его организацию.

Принципы отбора следующие:

– содержание каждой из лабораторных работ опирается на сведения, полученные студентами при изучении дисциплин предметного блока в бакалавриате: физики, химии, биологии, географии, а также математики;

– объекты экспериментального исследования лабораторной работы представляют собой примеры моделей, исследуемых каждой из естественнонаучных дисциплин;

– идея лабораторного исследования представлена ясно и четко, а наблюдаемый физический эффект нагляден;

– экспериментальная часть лабораторной работы основана на использовании знакомой приборной базы, с тем, чтобы сложность используемого оборудования не отвлекала от наблюдения исследуемого эффекта;

– каждая лабораторная работа включает специальные задания по вычислительному моделированию исследуемого явления с целью 1) анализа теоретического описания явления и сравнения его с экспериментально полученными результатами, 2) экстраполяции условий наблюдения за пределы, которые могут быть созданы в лабораторных условиях.

Для усиления профессиональной направленности обучения предложен ряд специальных заданий, посвященных разработке методических материалов межпредметного или интегративного содержания, эффективность которых проверяется студентами магистратуры самостоятельно в учебном процессе бакалавриата. В качестве таких заданий предлагается составление описаний лабораторных работ, подбор задач для студентов бакалавриата, имеющих различные естественнонаучные специальности.

Профессиональная направленность перечисленных заданий определяется также и тем, что результаты их выполнения проверяются студентами магистратуры непосредственно при проведении занятий по физике в бакалавриате.

Пятая глава «Экспериментальная проверка эффективности методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов» посвящена описанию проведенного в ходе исследования педагогического эксперимента, целью которого явилась проверка эффективности разработанной профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов.

Проверка эффективности разработанной методической системы в бакалавриате была осуществлена в полном объеме. Исследование эффективности методической системы подготовки по физике студентов магистратуры, носило лабораторный характер, поскольку организация учебного процесса в рамках магистерской программы «Современное естественнонаучное образование» находится на стадии становления. Студенты магистратуры принимали участие лишь в двух этапах педагогического эксперимента (обучающем и контрольном), который проводился в форме лабораторного эксперимента.

Поэтому положения гипотезы проверялись нами на стадии обучения студентов в бакалавриате и частично – в магистратуре.

В бакалавриате проверялись:

– повышение мотивации студентов естественнонаучных специальностей к изучению физики (результаты анкетирования и сравнение их с результатами экзаменов),

– увеличение объема усвоенных знаний по физике и дисциплинам естественнонаучного цикла (сравнение результатов тестирования до и после обучения в контрольном и экспериментальном потоках),

– повышение полноты и системности знаний по дисциплине «Физика» и дисциплинам предметной подготовки, т.е. осмысленность получаемых знаний (выполнение специальных заданий).

Поскольку преподавание на естественных факультетах обычно осуществляется на первом и втором курсах, то проверка на этой стадии обучения профессиональной направленности методической системы нецелесообразна. Поэтому это положение выдвинутой нами гипотезы проверялось при обучении студентов магистратуры по программе «Современное естественнонаучное образование».

В магистратуре проверялся уровень готовности студентов к реализации межпредметных связей в процессе будущей профессиональной деятельности, т.е. качество разработанной системы подготовки по физике как профессионально направленной.

В ходе педагогического эксперимента осуществлялась проверка эффективности некоторых элементов разработанной методической системы, основным инструментом которой был метод экспертной оценки коллег из различных вузов.

Таблица 1 содержит характеристику педагогического эксперимента, который проводился в Московском педагогическом государственном университете, Российском государственном медицинском университете, Московском институте медико-социальной реабилитологии, Забайкальском государственном гуманитарно-педагогическом университете им. Н.Г. Чернышевского, Рязанском государственном педагогическом университете им С.А. Есенина. В эксперименте приняли участие ~30 преподавателей вузов, ~1200 студентов.

Таблица 1

Этапы педагогического эксперимента

Этапы, годы

Цель

Экспериментальная база

Число участников

Констатирующий

Изучение состояния проблемы подготовки по физике студентов естественнонаучных нефизических специальностей

Российский государственный медицинский университет

3 преп.,

~200 студентов

Московский педагогический государственный университет

1 преп.

~200 студентов

Поисковый

Разработка, проверка и уточнение основных положений концепции методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей

Московский педагогический государственный университет

3 преп.

~300 студентов

Московский институт медико-социальной реабилитологии

2 преп.

~50 студентов

Обучающий

Проверка гипотезы, т.е. определение эффективности разработанной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей

Московский педагогический государственный университет

3 преп.

~200 студентов

Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет им. Н.Г. Чернышевского

5 преп.

45 студентов

Гимназия № 1016 г. Москвы

2 преп., 4 уч-ся

Гимназия на Юго-Западе № 1543 г. Москвы

1 преп.

9 уч-ся

Контрольный

Подтверждение справедливости результатов обучающего этапа эксперимента

Московский педагогический государственный университет

3 преп.

~200 студентов

Забайкальский государственный гуманитарно-педагогический университет им. Н.Г. Чернышевского

4 преп.

40 студентов

Рязанский государственный педагогический университет

2 преп.

50 студентов

Целью проведения констатирующего этапа педагогического эксперимента являлось выявление состояния проблемы исследования. Его задачи были определены следующим образом:

1. Проанализировать состояние подготовки по физике студентов медицинских вузов.

2. Проанализировать уровень подготовки по физике студентов естественных факультетов педагогических вузов и обосновать актуальность исследования.

3. Выявить причины возникновения трудностей при подготовке по физике студентов медицинских вузов и естественных факультетов педагогических вузов.

4. Сравнить подготовку по физике студентов медицинских вузов и естественных факультетов педагогических вузов, выявить общие проблемы, возникающие при подготовке по физике студентов естественнонаучных специальностей.

Для более объективной количественной оценки ситуации было проведено анкетирование для оценки мотивации к занятиям физикой и тестирование для оценки объема знаний школьной подготовки по физике.

Тестирование студентов естественных факультетов осуществлялось до начала занятий дисциплиной «Физика», деления на какие-либо группы не проводилось. В результате получено менее 20% правильных ответов. Это свидетельствует о недостаточном уровне школьной подготовки.

Для оценки мотивации студентов к занятиям физикой проводилось анкетирование. Результаты анкетирования свидетельствуют о том, что заинтересованность к изучению дисциплины «Физика» проявляет лишь часть студентов (примерно 28%). Т.е. примерно треть студентов имеет положительную мотивацию к занятиям физикой.

В результате был сделан ряд выводов о причинах неуспешности занятий большинства студентов. Основным из них является отсутствие на начальной стадии обучения специальных мер по изменению мотивации к занятиям по физике. Вследствие этого студенты не видят связи изучаемой дисциплины «Физика» с дисциплинами предметной подготовки и дальнейшей профессиональной деятельностью.

Целью поискового этапа педагогического эксперимента были разработка методики подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов и проверка эффективности ее фрагментов; определение методов, форм и средств обучения.

В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи: в ходе экспериментального преподавания осуществить отбор учебного материала, определить методы, формы и средства преподавания и частично проверить их эффективность.

Методами проведения данного этапа педагогического эксперимента являлись: наблюдение, экспериментальное преподавание, экспертная оценка программ и форм проведения занятий.

На обучающем этапе педагогического эксперимента была проверена гипотеза исследования, внедрена в практику разработанная методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов. В частности, была доказана эффективность разработанной методической системы подготовки по физике в условиях уровневой структуры высшего профессионального образования.

Эффективность методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей оценивалась по следующим критериям:

– объем знаний (число усвоенных элементов знаний);

– сформированность мотивации;

– осмысленность знаний (объем усвоенных знаний на уровне применения).

Для решения поставленных задач дважды проводилось тестирование студентов естественнонаучных специальностей – до начала занятий по дисциплине «Физика» и после. Эксперимент носил сравнительный характер. В состав экспериментального потока входили студенты, имевшие более низкие уровень начальной подготовки по физике и уровень мотивации, чем студенты контрольного потока.

Преподавание физики в экспериментальном потоке осуществлялось в рамках разработанной нами методической системы, в контрольном потоке методика работы была традиционной, т.е. использование вариативного компонента не носило систематического характера и не проводилось мероприятий, направленных на усиление мотивированности студентов к занятиям дисциплиной «Физика».

Результаты тестирования позволяли, охарактеризовать объем знаний студентов по каждому из разделов физики. Эта информация необходима для корректировки содержания лекционного материала.

Рис.  1

Рис.  2

Анализ диаграмм контрольного и экспериментального потоков (рис. 1, рис. 2) позволил сделать следующие выводы:

1) эффективность экспериментального преподавания (содержащего вариативный компонент) по сравнению с контрольным потоком выше;

2) требуется дополнительная корректировка в преподавании некоторых разделов дисциплины.

Проверка по критерию сформированности мотивации осуществлялась при сравнении результатов анкетирования с результатами, полученными в ходе проведения экзаменов (рис. 3, рис. 4).

Диаграмма (рис. 3) подтверждает справедливость предположения о том, что: число студентов в категории «с неуверенной мотивацией» уменьшилось, и они сдали экзамен на «4». Были определены те же характеристики и для контрольного потока (рис. 4). Здесь наблюдалась иная картина: был заметен массовый переход в категорию «слабо мотивированных».

Таким образом, можно сделать вывод о возросшей мотивации студентов к занятиям физикой в экспериментальном потоке.

Рис.  3

Рис.  4

Сравнение эффективности методической системы на контрольном этапе педагогического эксперимента в контрольном и экспериментальном потоках путем сопоставления результатов сдачи экзамена по дисциплине «Физика», представленных на диаграмме (рис. 5) показывает, что число положительных оценок оказывается бoльшим для экспериментального потока. Это свидетельствует о лучшей подготовленности к ответам на экзамене, и, следовательно, о лучшей мотивации к занятиям.

Рис.  5

Оценка последнего критерия – осмысленности знаний, проводилась качественно с помощью разработанной для студентов системы заданий.

На обучающем этапе часть приведенных выше заданий была использована преподавателями Забайкальского государственного гуманитарно-педагогического университета им. Н.Г. Чернышевского на естественно-географическом факультете (специализация: география, биология, химия) и на технолого-экономическом факультете (специализация: безопасность жизнедеятельности). Студенты естественно-географического факультета с большим интересом отнеслись к выполнению заданий, перечисленных выше. Опыт преподавания показал, что эти задания могут быть использованы для проверки осмысленности усваиваемого материала.

Целью контрольного этапа педагогического эксперимента являлось подтверждение результатов обучающего эксперимента.

Задачи этапа:

1) проверить эффективность преподавания по скорректированным методикам;

2) подтвердить повышение мотивации к обучению в процессе занятий по скорректированным методикам.

Для решения первой задачи было проведено повторное сравнение экзаменационных оценок для студентов географического факультета.

Из диаграмм (рис. 6, рис. 7) видно, что результаты в экспериментальном потоке оказались лучше, чем в контрольном потоке. Об этом свидетельствует и расчет коэффициента оценки, составляющего для экспериментального потока – , для контрольного потока – .

Анализ диаграммы (рис. 6) подтверждает теоретически прогнозируемый в главе 3 результат, основанный на теории диссонанса.

В экспериментальном потоке сохранена тенденция соответствия числа немотивированных к занятиям студентов, числу полученных на экзамене двоек. Для контрольной группы также сохранены все тенденции, наблюдаемые на предыдущем этапе педагогического эксперимента.

Рис.  6

Рис.  7

Для подтверждения сделанных нами выводов был использован независимый метод оценки результатов – двусторонний критерий . Подсчет статистики проводился для студентов географического факультета, обучающихся в 2007–2009 гг. Получены результаты, приведенные в таблице (Таблица 2 ).

Подсчет статистики критерия во всех случаях дает  меньше, чем , т.е. в соответствии с правилом принятия решения, полученные результаты не дают достаточных оснований для отклонения нулевой гипотезы.

Таблица 2

Сравнение результатов статистики, полученных при использовании двустороннего критерия

Годы

2007

1,836

 

7,815

2008

1,674

2009

2,328

Проверка универсальности применения разработанных методик осуществлялась преподаванием на других естественных факультетах и в других вузах при подготовке по физике студентов нефизических естественнонаучных специальностей.

Преподавание дисциплины «Физика» с использованием элементов разработанной методической системы проводилось в бакалавриате по направлению «Естественнонаучное образование» в 2008/2009 (45 студ.) и 2009/2010 гг. (40 студ.) на естественно-географическом факультете (специализация: география, биология, химия); на технолого-экономическом факультете (специализация: безопасность жизнедеятельности) в Забайкальском государственном гуманитарно-педагогическом университете им. Н.Г. Чернышевского. Преподавателями, участвовавшими в эксперименте, было отмечено, что мотивация к занятиям физикой у студентов действительно повысилась. Студенты естественно-географического факультета с большим интересом отнеслись к решению задач, содержащих вариативный компонент и к заданиям, направленным на проверку осмысленности усваиваемого материала (описаны нами в § 5.3).

Осуществлялась также проверка профессиональной направленности разработанной методической системы подготовки по физике студентов магистратуры по программе «Современное естественнонаучное образование». Поскольку она пока немногочисленна, проведение массового педагогического эксперимента затруднено. В связи с этим изучение эффективности обучения с использованием разработанной профессионально направленной методической системы подготовки по физике проводилось в виде лабораторного эксперимента.

В процессе его проведения студентам магистратуры читались лекции с использованием разработанных программ интегративных учебных дисциплин, осуществлялась корректировка их содержания.

Экспериментальное преподавание показало, что материал читаемых интегративных курсов привлекает внимание студентов, что выражается в большом количестве вопросов, задаваемых ими в процессе проведения занятий. В совместной деятельности преподавателя и студентов были проверены основные положения, связанные с созданием задач и использованием сюжетов из различных естественнонаучных дисциплин, так как требовалось проверить не только способность студентов к подобной деятельности, но и оценить их заинтересованность в предлагаемых формах работы. Опытная проверка показала, что именно такие формы работы являются наиболее привлекательными для студентов.

Проверка методики преподавания интегративных дисциплин показала, что полезными являются задания, предполагающие активную деятельность студентов в мало известной им области знаний.

Проверка уровня готовности студентов к реализации межпредметных связей в процессе будущей профессиональной деятельности проверялась с помощью специальных заданий.

По результатам проведенного студентами магистратуры педагогического эксперимента, оценивалась профессиональная направленность предлагаемых заданий. Студентами были сданы отчеты обо всех стадиях проделанной ими работы. В итоге был сделан вывод об успешности проведенного студентами магистратуры эксперимента, а использование таких форм работы со студентами магистратуры является целесообразной.

Таким образом, в ходе проведения последнего этапа педагогического эксперимента была подтверждена гипотеза исследования, т.е. показана эффективность разработанной профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей по количественным (объем знаний, мотивация к занятиям физикой) и качественным (осмысленность) критериям, рассмотрена возможность использования основных идей концепции профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей при разработке методики подготовки по физике в условиях уровневой системы высшего профессионального образования.

Заключение и выводы

Основные результаты исследования.

1. В ходе проведенного исследования установлено, что на настоящем этапе не разработана система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей в условиях уровневой системы высшего профессионального образования. Выявлено, что в педагогической практике подготовка по физике студентов естественнонаучных нефизических специальностей ведется по методикам, разработанным для подготовки лишь на уровне бакалавриата.

2. Установлено, что в настоящее время появился ряд причин, не позволяющих студентам естественнонаучных специальностей успешно осваивать дисциплину «Физика» в предлагаемом объеме. Показано, что основной причиной недостаточной эффективности подготовки по физике является игнорирование психологических особенностей студентов естественнонаучных специальностей. Их учет при конструировании содержания дисциплины «Физика» приводит к повышению мотивации студентов к занятиям. Показано, что полученные студентами знания по дисциплине «Физика» являются базой для более успешного освоения дисциплин предметного блока и основой усвоения интегративных дисциплин в магистратуре. Продемонстрирована роль интегративных дисциплин в формировании у студентов естественнонаучных специальностей целостной естественнонаучной картины мира.

3. Разработана концепция профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов на основе принципов фундаментальности, межпредметных связей, интеграции и профессиональной направленности, в которой представлено описание процесса подготовки по физике в условиях уровневой системы высшего профессионального образования в виде взаимосвязанных положений, охватывающих его содержательную, процессуально-деятельностную и контрольно-оценочную стороны.

4. На основании положений концепции профессионально направленной методической системы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов предложена модель методической системы подготовки по физике, объединяющая целевой, содержательный и процессуальный компоненты, основными особенностями которой являются: 1) использование профессионально направленного материала во всех видах занятий; 2) единая схема организации занятий, включающая инвариантный и вариативный компоненты; 3) использование специальных заданий, направленных на осмысленное использование знаний по физике для объяснения явлений и процессов области предметной подготовки; 4) использование дидактических информационных средств для организации самостоятельной деятельности студентов при подготовке к занятиям по физике; 5) использование интегративных дисциплин, сконструированных на основе различных частно-методических принципов; 6) использование специально разработанных заданий для усиления профессиональной направленности подготовки студентов магистратуры.

5. В результате проведенного исследования разработана и обоснована профессионально направленная методическая система подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей, в рамках которой созданы:

– учебно-методические комплексы по дисциплине «Физика» для студентов биолого-химического и географического факультетов;

– учебно-методические комплексы по дисциплинам «Основы биофизики», «Физические основы биологических процессов», «Физические основы приема и передачи информации»;

– методическое пособие по выполнению лабораторных работ физического практикума для студентов медицинских вузов.

6. Проведенный педагогический эксперимент подтвердил гипотезу исследования.

Во время экспериментальной проверки теоретических положений и основных идей исследования были выявлены направления новых педагогических исследований в области разработки методологии демонстрационного и лабораторного эксперимента для сопровождения интегративных курсов магистратуры, разработки методологии создания учебно-методических комплексов интегративных дисциплин подготовки по естествознанию.

В Федеральном государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования третьего поколения подготовки магистров направления «Педагогическое образование» (профиль «Естественнонаучное образование») дисциплины профиля входят в профессиональный блок.

Идеи и результаты исследования нашли отражение в 68 публикациях автора объемом 47,26 п.л.

I. Монографии

1. Петрова, Е.Б. Профессионально направленная методическая система подготовки по физике будущих учителей естественнонаучных дисциплин [Текст]/ Е.Б. Петрова. – М.: «Карпов Е.В.», 2009. – 145 с. (9,7 п.л.)

2. Петрова, Е.Б. Психолого-педагогические основы подготовки по физике студентов естественнонаучных специальностей [Текст]/ Е.Б. Петрова. – М.: «Карпов Е.В.», 2009. – 126 с. (8,7 п.л.)

II. Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

3. Петрова, Е.Б. Некоторые проблемы физического образования для нефизических специальностей [Текст]/ Е.Б. Петрова// Наука и школа. – 2009. – №3. – С. 4-6 (0,2 п.л.)

4. Петрова, Е.Б. Об интеграционных процессах в образовании [Текст]/ М.Ю. Королев, Л.В. Королева, Е.Б. Петрова// Наука и школа. – 2009. – № 6. – С. 3-6 (0,27 п.л.) (авторский вклад – 30%)

5. Петрова, Е.Б. Интеграция в науке и образовании: история и современность [Текст]/Е.Б. Петрова// Физика в школе. – 2007. – № 3. – С. 13-19 (0,47 п.л.)

6. Петрова, Е.Б. Преподавание некоторых вопросов медицинской и биологической физики в педагогическом вузе [Текст]/Е.Б. Петрова, Н.С. Пурышева, Н.С. Снегирева// Наука и школа. – 2003. – № 3. – С. 6-10 (0,3 п.л.) (авторский вклад – 40%)

7. Петрова, Е.Б. Физика в биологии и медицине [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Пурышева// Физика в школе. – 2006. – № 2. – С. 34-38 (0,3 п.л.) (авторский вклад – 50%)

8. Петрова, Е.Б. Содержание и организация физического практикума для студентов биологических специальностей [Текст]/ Е.Б. Петрова// Физическое образование в ВУЗах. – 2009. – Т. 15. – № 3. – С. 95-101 (0,47 п.л.)

9. Петрова, Е.Б. Исследование дефектов зрения [Текст]/ Е.Б. Петрова// Физика в школе. – 2008. – № 3. – С. 53-55 (0,2 п.л.)

10. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по физическим основам биомеханических методов диагностики для студентов медицинских вузов [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Пурышева, Н.С. Снегирева и др.// Физическое образование в вузах. – 2001. – № 4. – С. 87-98 (0,84 п.л.) (авторский вклад – 50%)

11. Петрова, Е.Б. Роль учебного эксперимента при профильном обучении [Текст]/ Е.Б. Петрова// Физика в школе. – 2009. – № 6. – С. 38-44 (0,4 п.л.)

12. Петрова, Е.Б. Изучение основ микроэлектроники а рамках элективных курсов [Текст]/ Л.В. Королева, Е.Б. Петрова// Физика в школе. – 2006. – № 2. – С. 29-34 (0,42 п.л.) (авторский вклад – 50%)

13. Петрова, Е.Б. О совершенствовании практикума по методике преподавания физики [Текст]/ Е.Б. Петрова, И.В. Седельникова// Наука и школа. – 2000. – № 5. – С. 5–7 (0,2 п.л.) (авторский вклад – 60%)

14. Петрова, Е.Б. О дистанционном образовании в России [Текст]/ М.С. Каменецкая, И.М. Лоскутова, Е.Б. Петрова// Наука и школа. – 2000. – № 3. – С. 58-59 (0,07 п.л.) (авторство не разделено)

15. Петрова, Е.Б. Некоторые вопросы адаптации современного физического эксперимента к условиям специального физического практикума педагогического ВУЗа [Текст]/ В.В. Горин, В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Физическое образование в ВУЗах. – 1997. – Т. 3. – № 3. – С. 135-136 (0,07 п.л.) (авторство не разделено)

16. Петрова, Е.Б. Лекционные демонстрации по свойствам сверхпроводников и жидкого гелия [Текст]/ Е.М. Гершензон, Г.Н. Гольцман, Е.Б. Петрова и др.// Известия Высших учебных заведений: Физика. – 1986. – № 7. – С. 110-112 (0,3 п.л.) (авторство не разделено) (рекомендован экспертным советом по физике)

17. Петрова, Е.Б. Использование ПК в лабораторной работе по изучению особенностей электромагнитного излучения СВЧ диапазона волн [Текст]/ А.А. Ездов, В.А. Ильин, Е.Б. Петрова и др.// Известия Высших учебных заведений: Физика. – 1994. – № 8. – С. 112-116 (0,35 п.л.) (авторский вклад – 50%) (рекомендован экспертным советом по физике)

18. Петрова, Е.Б. Изучение хаотических колебаний в практикуме по радиофизике [Текст]/ А.А. Ездов, В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Известия Высших учебных заведений: Физика. – 1995. – № 1. – С. 62-65 (0,3 п.л.) (авторский вклад – 50%) (рекомендован экспертным советом по физике)

19. Петрова, Е.Б. Изучение фурье-спектроскопии в физическом практикуме [Текст]/ А.А. Веревкин, В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Известия Высших учебных заведений: Физика. – 1995. – № 8. – С. 125-127 (0,2 п.л.) (авторский вклад – 50%) (рекомендован экспертным советом по физике)

III. Учебные и учебно-методические пособия

20. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по неинвазивной диагностике [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева, В.Н. Федорова, О.Е. Хуторская, Е.И. Шафранова/ Под ред. Н.С. Пурышевой и В.Н. Федоровой. – Москва: РГМУ, МИМСР, 2002. – 56 с. (3,73 п.л.) (авторский вклад – 50%)

21. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по теории и методике обучения физике в школе (учебное пособие) [Текст]/ С.Е. Каменецкий, С.В. Степанов, Е.Б. Петрова и др. – 300 с. (20 п.л.) (авторский вклад – 20%)

22. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по теории и методике обучения физике (на современном оборудовании) [Текст]/ Е.Б. Петрова. – М.: «Прометей», МПГУ, 2004. – 143 с. (9,53 п.л.)

23. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по общей и экспериментальной физике (учебное пособие) [Текст]/ Л.Б. Литвак-Горская, А.Н. Мансуров, Е.Б. Петрова и др. – М.: Академия, 2004. – 464 (30 п.л.) (авторский вклад – 1%)

24. Петрова, Е.Б. Методические рекомендации для учителя по использованию мультимедийного учебного пособия нового образца "Физика. 7-9 классы: часть I" – Серия Электронная библиотека "Просвещение" [Текст]/ Е.Б. Петрова. – М.: «Просвещение-Медиа» 2004. – 43 с. (2,87 п.л.)

25. Петрова, Е.Б. Программа элективного курса «Физика в биологии и медицине» [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Пурышева/В сб. Программы элективных курсов. Физика. 9-11 класс. Профильное обучение/ Сост. В.А. Коровин. – М.: Дрофа, 2005. – С. 95-102 (0,47 п.л.) (авторский вклад – 50%)

26. Петрова, Е.Б. Программа элективного курса «Физика в биологии и медицине» [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Пурышева//В сб. Программы элективных курсов. Физика. 9-11 класс. Профильное обучение/ сост. В.А. Коровин. – М.: Дрофа, 2008. – С. 97-104 (0,47 п.л.) (авторский вклад – 50%)

27. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по физике "Физика твердого тела", "Статистическая физика" [Текст]/ Н.И. Журавлева, Л.Н. Заварыкина, М.Ю. Королев, Л.В. Королева, Е.Б. Петрова. – Москва, МПГУ, 2006. – 88 с. (5,87 п.л.) (авторский вклад – 10%)

28. Петрова, Е.Б. Пособие для поступающих на физический факультет МПГУ [Текст]/М.С. Каменецкая, Е.Б. Петрова, С.И. Свечников, М.В. Чистова. – Москва, МПГУ, 2004. – 64 с. (4,27 п.л.) (авторский вклад – 25%)

IV. Статьи в журналах

29. Petrova, E.B. Ein Praktikumsversuch zur Bestimmung der Kritischen Temperatur von Hochtemperatur Supraleitern [Text]/ V.A. Iljin, E.B. Petrova// Phusik und Didaktik. – 1994. – № 1. – S. 69-71 (0,13 п.л.) (авторский вклад – 70%)

30. Петрова, Е.Б. Исследование биологических аспектов гидродинамики [Текст]/ Е.Б. Петрова/ В сб. "Творчество учителя как необходимое условие совершенствования учебно-воспитательного процесса", выпуск восьмой. – М.:"Карпов Е.В.", 2004. – С. 118-125 (0,53 п.л.)

31. Петрова, Е.Б. Лабораторная работа «Определение отношения Ср/Cv для газов методом скорости звука» [Текст]/ М.С. Каменецкая, Е.Б. Петрова/ Сб. н.-м. ст.: Физика. – М.: МПИ, вып. 16, 1991. – С. 89-91 (0,1 п.л.) (авторский вклад – 50%)

32. Петрова, Е.Б. Изучение сверхпроводимости в практикуме по физике [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова и др.// Вестник Рязанского педагогического института. – 1993. – Вып. 1. – С.28-30 (0,2 п.л.) (авторский вклад – 35%)

33. Петрова, Е.Б. Изучение Фурье-спектроскопии в специальном физическом практикуме [Текст]/ А.А. Веревкин, В.А. Ильин, А.П. Липатов, Е.Б. Петрова, Д.Я. Чернов// Преподавание физики в высшей школе: сб. научных трудов. – 1994. – № 1. – С. 7-14 (0,4 п.л.) (авторский вклад – 25%)

34. Петрова, Е.Б. Автоматизация лабораторных работ физического практикума с помощью персональных компьютеров системы АРРLE-II [Текст]/ В.Е. Гершензон, В.А. Ильин, Д.Ю. Камнев, Е.Б. Петрова// Преподавание физики в высшей школе: сб. научных трудов. –1994. – №1. – С.28-33 (0,3 п.л.) (авторский вклад – 15%)

35. Петрова, Е.Б. Изучение хаотических колебаний в лабораторном практикуме [Текст]/ А.А. Ездов, В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Преподавание физики в высшей школе: сб. научных трудов. – 1994. – № 1. – С. 40-52 (0,8 п.л.) (авторский вклад – 35%)

36. Петрова, Е.Б. Знакомство со стохастическими явлениями (лабораторная работа) [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова, Д.Ю. Камнев// Преподавание физики в высшей школе: сб. научных трудов. – 1994. – № 1. – С. 53-57 (0,3 п.л.) (авторский вклад – 40%)

37. Петрова, Е.Б. Лабораторная работа по определению теплоемкости твердых тел в дебаевском приближении [Текст]/ М.С. Каменецкая, Е.Б. Петрова// Преподавание физики в высшей школе: сб. научных трудов. – 1994. – № 1. – С. 58-63 (0,2 п.л.) (авторский вклад – 50%)

38. Петрова, Е.Б. Специальный практикум педагогического ВУЗа: концепция и воплощение [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Преподавание физики в высшей школе: сб. научных трудов. – 1995. – № 2. – С. 67-74 (0,5 п.л.) (авторский вклад – 60%)

39. Петрова, Е.Б. Лабораторная работа по определению теплоемкости твердых тел в дебаевском приближении [Текст]/ М.С. Каменецкая, Е.Б. Петрова// Деп. Изв. вузов Рег.№ 272-В94 от 01.02.94. – (0,16 п.л.) (авторский вклад – 50%)

V. Материалы конференций

40. Петрова, Е.Б. Особенности преподавания физики для биологических специальностей педагогических вузов [Текст]/ Л.В. Королева, Е.Б. Петрова// Материалы девятой международной конференции «Физика в системе современного образования» (ФССО-07). – 2007. – С. 94-96 (0,2 п.л.) (авторский вклад – 50%)

41. Петрова, Е.Б. Реализация принципа дополнительности в естественнонаучном образовании [Текст]/ Е.Б. Петрова// Материалы VII международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: Школа Будущего, 2008. – С. 53-54 (0,13 п.л.)

42. Петрова, Е.Б. Особенности организации физического практикума для естественнонаучных специальностей педагогических вузов [Текст]/ Л.В. Королева, Е.Б. Петрова// Материалы X Международной учебно-методической конф. «Современный физический практикум». – Астрахань: АГУ, 2008. – С. 57-58 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

43. Петрова, Е.Б. Лабораторные работы физического практикума для студентов биологического факультета [Текст]/ Е.Б. Петрова// Материалы X Международной учебно-методической конференции «Современный физический практикум». – Астрахань: АГУ, 2008. – С. 110-111 (0,13 п.л.)

44. Петрова, Е.Б. Интеграция естественнонаучных дисциплин при подготовке магистров образования [Текст]/ Е.Б. Петрова// Материалы VIII международной научно-методической конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». – М.: МПГУ, 2009. – С. 99-101 (0,2 п.л.)

45. Петрова, Е.Б. Некоторые проблемы физического образования для нефизических специальностей [Текст]/ Е.Б. Петрова// Материалы X Международной конференции (ФССО-09). – СПб: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2009. – С. 293-295 (0,2 п.л.)

46. Петрова, Е.Б. Элективный курс «Физика в биологии и медицине» для биолого-химического профиля старшей школы [Текст]/ Е.Б. Петрова// Физика в системе современного образования (ФССО-05): материалы восьмой международной конференции. – СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2005. – С. 463-465 (0,2 п.л.)

47. Петрова, Е.Б. Компьютерные программы для исследования формы клеток [Текст]/ Г.Н. Ковалев, Н.С. Снегирева, Е.Б. Петрова, Е.И. Зарайский, С.И. Столяров// 1-ый Российский научный форум МедКомТех 2003: материалы форума. – М.: Авиаиздат, 2003. – С. 95-96 (0,04 п.л.) (авторство не разделено)

48. Петрова, Е.Б. Сенсорные технологии в образовании [Текст]/ Е.Б. Петрова, О.А. Поволяев// Физика в системе современного образования (ФССО-05): материалы восьмой международной конференции. – СПб.: РГПУ им. А.И.Герцена, 2005. – СС. 465-467 (0,13 п.л.) (авторский вклад – 70%)

49. Петрова, Е.Б. Специальный практикум в системе подготовки учителей физики [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Научн.-метод. конф. "Учебный физический эксперимент и его совершенствование": материалы конф. – Пенза: ПГПУ им. В.Г. Белинского, 1998. – С. 17-18 (0,14 п.л.) (авторство не разделено)

50. Петрова, Е.Б. Какие вопросы современной физики необходимо знать выпускнику педагогического вуза [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова и др.// II Международная научно-методическая конференция "Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз": сб. тезисов докладов. – М.: МПГУ, 2000. – С. 40 (0,07) (авторство не разделено)

51. Петрова, Е.Б. Изучение основ микроэлектроники в рамках элективных курсов [Текст]/ Л.В. Королева, Е.Б. Петрова// Материалы девятой международной конференции «Физика в системе современного образования» (ФССО-07). – СПб., 2007. – С. 94-96 (0,2 п.л.) (авторство не разделено)

VI. Тезисы конференций

52. Петрова, Е.Б. Информационные технологии на уроках физики в классах медицинского профиля [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева, С.И. Столяров// XIV междун. форум по «Медико-экологической безопасности, реабилитации и социальной защите населения»: матер. форума. – Хорватия, 2003. – С. 228-233 (0,4 п.л.) (авторский вклад – 35%)

53. Петрова, Е.Б. Преподавание медицинской физики в педагогическом вузе [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Пурышева, Н.С. Снегирева// VII межд. научн.-мет. конф. «Физика в системе современного образования (ФССО-03)»: сб. тезисов докладов. – СПб: РГПУ им. А.И. Герцена, 2003. – С. 171-172 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

54. Петрова, Е.Б. Методические аспекты преподавания элементов биофизики в средней школе [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева// III съезд биофизиков России: сб. тез. докл. – Воронеж: ВГУ, 2004. – С. 811-812 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

55. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по физическим основам биомеханических методов диагностики для студентов медицинских вузов [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева, В.Н. Федорова// «Физика в системе подготовки студентов нефизических специальностей университетов в условиях модернизации образования»: материалы совещания-семинара. – Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2004. – С. 134-136 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

56. Петрова, Е.Б. Об особенностях изложения некоторых вопросов медицинской и биологической физики в профильных классах [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева, В.Н. Федорова// III межд. научн.-мет. конф. "Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз (НТПФ-III)": сб. тезисов докладов. – М.: МПГУ, 2002. – С. 31 (0,07 п.л.) (авторство не разделено)

57. Петрова, Е.Б. Медико-технологические системы и биомеханические методы в диагностике заболеваний [Текст]/ Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева, Е.И. Шафранова// Международный форум "Информатизация процессов охраны здоровья населения": сб. тезисов докладов. – Кемер: изд. «Учеба» МИСиС, 2001. – С. 148-149 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

58. Петрова, Е.Б. Электронно-микроскопическое исследование формы бактерий при контакте с пористыми мембранами [Текст]/ Н.Д. Авилова, Р.Н. Ивановский, Г.Н. Ковалев, Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева// XIX Российская конференция по электронной микроскопии (XIX РКЭМ-2002): сб. тезисов докладов. – Черноголовка: ИПТМ РАН, 2002. – С. 223 (0,07 п.л.) (авторство не разделено)

59. Петрова, Е.Б. Количественная обработка электронных микрофотографий при исследовании структуры носителей для биосенсоров [Текст]/ Ю.Н. Карнет, Г.Н. Ковалев, Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева// XIV Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии и аналитическим методам исследования твердых тел (РЭМ-2005): сб. тезисов докладов. – Черноголовка: ИПТМ РАН, 2002. – С. 253-254 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

60. Петрова, Е.Б. Биомеханические основы иммунохромотографии – микромеханика капиллярного движения растворов биополимеров и модельных вязких сред [Текст]/ Е.И. Зарайский, А.В. Науменко, Е.Б. Петрова, Н.С. Снегирева и др.// VII Всероссийская конференция по биомеханике: сб. тезисов докладов. – Н.Новгород: МПФ РАН, 2004. – С. 74-75 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

61. Петрова, Е.Б. Разработка и реализация концепции специального практикума по физике для педагогического вуза [Текст]/ В.В. Горин, В.А. Ильин, Н.М. Масленников, Е.Б. Петрова, Ю.В. Федорова// Съезд российских физиков-преподавателей "Физическое образование в XXI веке": сб. тезисов докладов. – М.: МГУ, 2000. – С. 337 (0,07 п.л.) (авторство не разделено)

62. Петрова, Е.Б. Преподавание вопросов современной физики в педагогическом вузе [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова, Г.Ф. Михайлишина// II Международная научно-методическая конф. "Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз": сб. тезисов докладов. – М.: МПГУ, 2000. – С. 40 (0,07 п.л.) (авторство не разделено)

63. Петрова, Е.Б. Преподавание основ современной физики в педагогическом вузе [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова и др.// Съезд российских физиков-преподавателей "Физическое образование в XXI веке": сб. тезисов докладов. – М.: МГУ, 2000. – С. 148 (0,07 п.л.) (авторство не разделено)

64. Петрова, Е.Б. Специальный практикум в системе подготовки учителя физики [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Научн.-метод. конф. "Физика в системе современного образования": сб. тезисов докладов. – Волгоград: «Перемена», 1997. – С. 94-96 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

65. Петрова, Е.Б. Специальный практикум педагогического вуза: концепция и воплощение [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// Вторые рязанские педагогические чтения "Педагогические технологии в высшей школе»: сб. тезисов докладов. – Рязань: «Горизонт», 1995. – С. 84-86 (0,13 п.л.) (авторство не разделено)

66. Петрова, Е.Б. Специальный физический практикум педагогического ВУЗа: концепция и конкретное воплощение [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова// III Конференция стран Содружества "Современный физический практикум": сб. тезисов докладов. – Звенигород, И.д. МФО, 1995. – С. 35 (0.07 п.л.) (авторство не разделено)

67. Петрова, Е.Б. Использование персонального компьютера системы "Apple II" в физическом практикуме педагогического института [Текст]/ В.А. Ильин, Е.Б. Петрова и др.// Межвуз. конф. "Активные формы и методы обучения в вузе": сб. тез. докладов. – Рязань: Горизонт, 1994. – С. 37-40 (0,27 п.л.) (авторство не разделено)

68. Петрова, Е.Б. Лабораторный практикум по микроэлектронике: цели, структура, содержание [Текст]/ Л.В. Королева, Е.Б. Петрова// Научные труды Московского педагогического государственного университета. – М.: Прометей, 2006. – С. 226-228 (0,2 п.л.) (авторство не разделено)

Поскольку программа дисциплины «Физика» одинакова как для бакалавриата, так и для специалитета педагогического вуза, то далее мы будем говорить лишь о бакалавриате. Кроме того, здесь и в дальнейшем для краткости будем употреблять термин «естественнонаучные специальности», подразумевая под этим подготоваку бакалавров и магистров направления «Педагогическое образование», профиль «Естественнонаучное образование».

Под естественнонаучной картиной мира подразумевается научный взгляд на мир, возникший в рамках естественных наук.

 



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.