Человек не обладает инстинктивно тем, чем он должен быть, ему надлежит это обрести.
Г.-В.-Ф.Гегель. Философия права
В настоящее время в мире активно идёт становление новых систем образования, ориентированных на создание единого образовательного пространства, что неизбежно влечёт за собой существенные изменения в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса. При этом, по оценкам ряда экспертов, одной из характерных проблем в мировом сообществе является пересмотр понятия «общая культура человека» для постиндустриального информационного общества, влекущий за собой необходимость формирования ключевой компетенции, связанной с возникновением общества информации, овладением новыми информационными технологиями, пониманием их силы и слабости, их критическим анализом*.
Стремительное развитие вычислительной (компьютерной) техники послужило предпосылками к появлению новой науки – информатики, – одним из направлений которой является использование компьютеров для получения конкретных сведений об изучаемых явлениях или процессах посредством некоторых операций над различными математическими объектами. При этом нередко прибегают к помощи специализированных программ, программ решения математических задач и графической поддержки. Не исключено и использование офисных программ с их мощными интерфейсами и прежде всего электронных таблиц.
Электронные таблицы MicrosoftExcel в системе преподавания физики можно использовать как:
• средство оптимизации деятельности учащихся на математическом этапе решения физических задач;
• средство наглядного представления решения графических физических задач;
• средство организации вычислительного эксперимента учащихся.
При этом основополагающими являются: 1) метод программирования расчётных формул; 2) метод применения «Мастера диаграмм»; 3) метод подбора параметра. Подробное рассмотрение перечисленных выше вопросов и составляет содержательную основу предлагаемого элективного курса-практикума. Этот курс ориентирован в основном на обучение в рамках информационно-технологического профиля, составлен в соответствии с «Концепцией модернизации российского образования на период до 2010 г. (распоряжение правительства РФ от 29. 12. 2001 г. № 1756-р» [http://www.ed.gov.ru/ntp/fp/fcpro2006]; «Концепцией профильного обучения на старшей ступени общего образования (приказ МО РФ № 2783 от 18. 07. 2002 г.)»; Федеральным базисным учебным планом [http://www.fcpro.ru/pasport.html], а также учебными планами учителя (компонент образовательного учреждения), и направлен на достижение следующих целей:
– освоение знаний о методах научного познания природы;
– развитие содержания базовых знаний по основам наук: физика, математика;
– углубление содержания профильного учебного предмета, информатики, за счёт дополнительного изучения метода математического моделирования как неизбежного этапа решения теоретической физической задачи и как следствие овладение умениями планировать и выдвигать гипотезы, строить модели и устанавливать границы их применимости, правильно интерпретировать результаты вычислений;
– развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе решения физических задач и самостоятельного приобретения новых знаний по физике с использованием современных информационных технологий;
– обеспечение устойчивой научной, технологической и функциональной грамотности на базе системы общих ориентиров (обобщённых методов, общеметодологических принципов, предельно общих понятий и т.д.) как необходимого условия дальнейшего успешного самообучения;
– воспитание убеждённости в возможности познания законов природы и использования достижений физики, математики и информационных технологий на благо развития человеческой цивилизации;
– подготовка члена «информационного общества» к преодолению противоречия между значительным ростом объёма информации и возможностью человека усвоить эту информацию.
Ориентация содержания курса не только на знаниевый, но, в первую очередь, на деятельностный компонент образования позволяет повысить мотивацию обучения, способствует формированию целостного представления о мире, основанного на приобретённых знаниях, умениях, навыках и способах деятельности, приобретению опыта разнообразной деятельности, дифференциации обучения с широкими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальных образовательных траекторий в соответствии с их способностями, склонностями и потребностями, а также способствует разрешению следующих противоречий:
– противоречия между привычной моделью школы с углублённым изучением отдельных предметов, когда один-два предмета изучаются по углублённым программам, а остальные – на базовом уровне, и фактической реализацией профильного обучения, возможном только при относительном сокращении учебного материала непрофильных предметов, изучаемых с целью завершения базовой общеобразовательной подготовки учащихся;
– противоречия между системой внутренней, уровневой дифференциации, предполагающей такую организацию обучения, при которой ученики имеют право и возможность двигаться по различным образовательным траекториям, использовать различные учебники и дидактические материалы, усваивать учебный материал на разных уровнях и необходимостью определения для всех школ страны обязательного минимума содержания учебного материала и единых требований к уровню обязательной подготовки школьников;
– противоречия между моделью организации профильного обучения, стремящейся наиболее полно учесть индивидуальные интересы, способности, склонности старшеклассников, что ведёт к созданию большого числа различных профилей, и рядом факторов, сдерживающих процессы дифференциации образования: введение единого государственного экзамена, утверждение стандарта общего образования, необходимость стабилизации федерального перечня учебников, обеспечение профильного обучения соответствующими педагогическими кадрами и др.;
– противоречия между необходимостью разработки модели структуры и содержания подготовки специалистов для профильной школы на основе современных подходов к организации педагогического образования, что должно включать опережающую проработку модели стандартов высшего педобразования нового поколения, и тем фактом, что в ближайшие несколько лет основной объём преподавательской работы в профильной школе будет вести действующий педагогический корпус;
– противоречия между необходимостью преподавать физику именно как науку, а не как совокупность отдельных фактов на всех ступенях его изучения и объёмом предлагаемого материала, глубиной его изложения и систематическим использованием адекватного фактическим экспериментальным данным математического аппарата курса физики средней школы;
– противоречия между тем обстоятельством, что в основе научного познания лежит моделирование реальных объектов и процессов на основе необходимой схематизации изучаемых явлений, её смысле и ценности и тем фактом, что никакая модель не может быть тождественна изучаемому процессу или объекту, а лишь отражает его важнейшие особенности; игнорирование этого ведёт к тому, что у школьника не может формироваться научное мышление, и он не сможет отличать научные знания от ненаучных и псевдонаучных.
Предлагаемый элективный курс прошёл апробацию в 10-х, 11-х классах нашей гимназии в 2003/2004 – 2006/2007 уч.гг. и показал, что положенный в его основу учебный материал в сочетании с современной компьютерной техникой позволяет создавать учебные комплексы, объединённые единым содержанием, методологией, согласованные друг с другом в методическом отношении; позволяет при необходимости индивидуализировать приобретение навыков в решении задач и построении алгоритмов; соответствует современным научным представлениям о средствах обучения и возрастным особенностям школьников; обеспечивает высокую научную организацию труда учителя и учащихся; обладает высокой степенью наглядности; поддерживает высокий уровень внимательности и активности школьников.
Полностью курс представлен в рубрике «Дополнительные материалы» к № 9/2008 на сайте газеты https://fiz.1sept.ru. Для последовательного ознакомления с ним следует открыть папку «Электронные таблицы MicrosoftExcel в системе преподавания физики», открыть в ней документ «Содержание» и далее переходить по гиперссылкам, нажимая одновременно клавишу Ctrl. Представляем содержание курса: Предисловие. Введение. Распределение учебного времени при изучении материала курса. Основные сведения, алгоритмы и правила. Примеры решения задач. Система оценивания знаний и умений учащихся при выполнении практических заданий курса. Сборник задач по курсу. Ответы. Приложение.
Рекомендуемая для изучения курса литература
Абрамов С.А., Гнездилова Г.Г., Капустина Е.Н., Селюн М.И. Задачи по программированию. – М.: Наука. Гл. ред. ФМЛ, 1988.
Абрамов С.А., Зима Е.В. Начала информатики. – М.: Наука. Гл. ред. ФМЛ, 1989.
Боглаев Ю.П. Вычислительная математика и программирование: Учеб. пособие для студентов втузов. – М.: Высшая школа, 1990.
Изюмов И.А. Математические уравнения в физике. – Физика (ПС), 2004, № 42.
Изюмов И.А. Электронные таблицы MicrosoftExcel как средство оптимизации деятельности учащихся на математическом этапе решения физических задач. – Физика (ПС), 2004, № 45.
Изюмов И.А. Электронные таблицы MicrosoftExcel как средство организации преподавания фундаментальных наук. Практические советы учителю. – Ростов: РО ИПКиПРО, 2006, № 10.
Информатика. Задачник-практикум. Т. 2: Под ред. И.Г.Семакина, Е.К.Хеннера. – М.: БИНОМ, 2002.
Методика факультативных занятий по физике: Пособие для учителя: Под ред. О.Ф.Кабардина, В.А.Орлова. – М.: Просвещение, 1988.
Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10–11 кл. – М.: Дрофа, 1999; 2004.
Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10–11 классов. – М.: БИНОМ, 2003.
_____________________________
*Шишов С.Е., Кальней В.А. Школа: мониторинг качества образования. – М.: Педагогическое общество России, 2000, с. 15–17.