МОДЕЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ НАУЧНЫХ ПОНЯТИЙ У СТАРШЕКЛАССНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ Автореферат

У вступі обґрунтована актуальність теми, визначені об’єкт, предмет, мета і завдання дослідження, поданий перелік методів дослідження, розкриті наукова новизна одержаних результатів, теоретичне і практичне значення дисертаційної роботи, подано відомості про апробацію результатів дослідження.

У розділі 1 «Модельний експеримент у науковому і навчальному пізнанні» дано аналіз існуючих на даному етапі розвитку науки уявлень про моделі і їх використання у процесі одержання нових знань. Проаналізовано тлумачення сутності понять «модель», «модельний експеримент» у природничих науках і, насамперед, у фізиці. Проведено аналіз змісту і структури навчального модельного експерименту з метою з'ясування його ролі і місця у навчальному процесі і подальшому використанні в дидактичних цілях, зокрема, з метою його застосування для формування наукових понять у школярів.

1. Проаналізовано специфічну структуру модельного експерименту, який полягає в матеріальному, або уявному експериментуванні, або над моделями досліджуваних явищ, або над самими об'єктами дослідження за допомогою моделей, що впливають на досліджуване явище. Показано, що при використанні модельного експерименту в дидактичних цілях необхідно враховувати його специфічні особливості, оскільки його структура має певні відмінності від структури інших видів експерименту, які використовуються при вивченні фізики.

2. У відповідності до мети дослідження проаналізовано теорію та практику застосування навчального модельного експерименту у викладанні фізики в школі. З’ясовано, що у навчальному процесі до нього удаються у тих же випадках, що і у фізиці-науці, а саме коли натурний експеримент з якихось причин провести неможливо. Щодо цього є всі підстави вважати, що така позиція відносно використання модельного експерименту, застосовуваного в дидактичних цілях, виявляється не зовсім вірною, оскільки його роль на цьому не обмежується. Цінність використання модельного експерименту в шкільному курсі фізики насамперед полягає в тому, що він має спроможність позитивно впливати на процес формування понять в учнів. Тому з'ясування закономірностей його застосування із цією метою є актуальним методичним завданням.

3. Аналіз існуючих літературних джерел з проблеми формування фізичних понять у школярів показує, що існує ціла низка способів формування наукових понять. І одне зі значимих місць у цьому процесі автори публікацій відводять навчальному фізичному експерименту, оскільки він є джерелом чуттєво сприйманої інформації, так необхідної на всіх етапах формування наукового поняття. Суттєво, що це без обмеження відноситься і до модельного експерименту. Але автори відповідних досліджень, на жаль, залишають поза увагою специфіку модельного експерименту, яка зумовлює його особливу роль у питанні формування наукових понять. Тому проблемі цілеспрямованого і систематичного використання модельного експерименту як засобу формування понятійного апарату старшокласників у процесі вивчення фізики належної уваги не приділяється. Це питання фактично не розроблене і у спеціальних методичних дослідженнях, присвячених проблемі використання наукових і навчальних моделей у навчанні фізиці. Разом з тим є цілий ряд обставин, що дозволяють висловити твердження про те, що саме зазначений аспект проблеми може мати принципово важливе значення, насамперед при навчанні фізиці.

4. Виконаний аналіз традиційного навчального експерименту з точки зору положень, що розвиваються в даному дослідженні, показує, що існують певні спроби з’ясувати його роль у процесі формування фізичних понять. Але завдяки тому що аналізу, як правило, піддаються демонстраційний, фронтальний, лабораторний експерименти, домашні спостереження та досліди, тобто види експерименту, класифіковані за організаційною ознакою, яка ніяк не пов’язана з питанням формування фізичних понять в умовах школи, ці спроби, на жаль, не призводять до бажаного результату.

У розділі 2 «Модельний експеримент як засіб формування наукових понять у старшокласників» на прикладі вивчення теми „Електричне поле” обґрунтовано необхідність застосування модельного експерименту при формуванні фізичних понять; визначені дидактичні функції модельного експерименту і розроблені психолого-дидактичні критерії для створення або відбору модельних дослідів, що сприяють глибокому засвоєнню і усвідомленому застосуванню досліджуваних понять; запропонована система вдосконаленого модельного експерименту, створеного з урахуванням розроблених психолого-дидактичних критеріїв; рекомендована методика проведення цього експерименту.

1. Обґрунтовано, що одним з діючих засобів формування наукових понять у старшокласників є навчальний модельний експеримент. У зв'язку з цим проаналізовані і визначені фактори, що зумовлюють необхідність застосування навчального модельного експерименту як ефективного засобу формування наукових понять. Такими факторами є:

- Створення оптимальних умов для розуміння сутності досліджуваних фізичних явищ. Через те, що модельний експеримент завдяки своїй сутності відображає основні істотні властивості досліджуваного явища в найбільш простій і явній формі, він створює умови для кращого розуміння об'єкта вивчення. Якщо натурний експеримент представляє фізичне явище, насамперед, зовні, то модельний допомагає розкрити внутрішній механізм різних його проявів.

- Стимулювання образної компоненти мислення. Оскільки моделювання є образним способом передачі інформації, то воно стимулює, насамперед, образний компонент мислення учнів і створює завдяки цьому необхідні передумови для розуміння матеріалу, що вивчається.

- Формування навичок рефлексії на особисту пізнавальну діяльність. Явище, що представлене модельним експериментом, відкрите для прояву власної сутності. Модельний експеримент свідомо виокремлює цю сутність, створюючи тим самим психологічно комфортні умови для мисленого процесу учнів. При такому розвитку подій, при такій організації навчальної діяльності, учні здобувають крім знань, душевний комфорт, упевненість у своїх силах і здібностях, у них розвивається та підтримується стійкий пізнавальний інтерес. Знаходячись у такому сприятливому емоційному стані, учень починає усвідомлювати процес власного розуміння, тобто здійснює рефлексію на свої пізнавальні процеси. Таким чином, відбувається становлення теоретичного мислення. Учні не тільки проявляють при цьому пізнавальну активність і розуміють сутність досліджуваних фізичних явищ, але і усвідомлюють ті способи мислення, які призводять до правильних висновків.

2. Аналіз дидактичних функцій навчального модельного експерименту дозволив виділити п'ять специфічних функцій, які він повинен виконувати для того, щоб бути ефективним засобом формування наукових понять у школярів. Такими функціями є:

- Інформаційно-генетична функція, під якою розуміється реалізація на практиці потенційної здатності модельного експерименту не тільки відтворювати «згустки» об'єктивної інформації про об’єкт вивчення, але і відслідковувати генезис знань що виникають при цьому, – уявлень і понять.

- Образна функція. На основі образної подачі досліджуваного матеріалу забезпечуються умови для виникнення понять, які будуть згодом використовуватися для опису конкретних фізичних явищ. Таким чином, стимулюється раціональне мислення учнів, мислення в поняттях.

- Понятійна функція модельного експерименту полягає в тому, що він забезпечує умови для виникнення понять, які описують конкретне фізичне явище. Для реалізації цієї функції модельний експеримент повинен представляти струнку, логічно зв'язану систему модельних дослідів, у якій кожен наступний дослід є розвитком попередніх. В такому випадку у свідомості учнів будуть виникати ті генетично первинні образи, які і виступають у ролі першоджерел фізичних понять, що формуються.

- Каталітична функція. Модельний експеримент розробляється і здійснюється так, що учень фактично оперує рафінованою інформацією, яка віддзеркалює властивості об’єкта, що вивчається. Працюючи з такою спеціально підготовленою, концентрованою інформацією, учні швидше, без перевантажень, без розумової перенапруги приходять до нового для себе знання у вигляді фізичних понять. Застосування модельного експерименту призводить до прискорення процесу формування фізичних понять, не знижуючи при цьому рівня підготовки учнів.

- Естетична функція. Вплив модельного експерименту на учнів, на їх пізнавальну діяльність буде визначальним лише у тому випадку, якщо моделі надати таку форму, якій буде властива зовнішня краса і внутрішня гармонія між її змістом і формою його відтворення. Природна потреба учнів у такій красі і гармонії служить мотивуючим фактором у процесі оволодіння фізичним поняттям.

3. У дисертаційному дослідженні показано, що використання навчального модельного експерименту з метою формування наукових понять у школярів можливе лише в тому випадку, якщо при його розробці буде враховуватися як його специфіка, так і особливості формування наукових понять. Виконані дослідження показують, що ефективне функціонування модельного експерименту із зазначеною метою досягається при його відповідності певним специфічним вимогам, до яких слід віднести об'єктивність, характерність, інформативність, простоту, естетичну ємність.

Об'єктивність означає постановку такого варіанта модельного досліду, результат якого не викликає сумніву.

Характерність розуміється як представлення, навмисне виділення в моделі найбільш суттєвих загальних ознак і відносин, які властиві об'єкту вивчення в конкретній пізнавальній задачі.

Інформативність. Чим більше різноманітність проявів об'єкта, що моделюється, відбиває один і той же модельний експеримент, тим більша його інформативність, тим вища його методична цінність.

Простота модельного експерименту – вимога, що відображає досягнутий результат пошуку найбільш простої, прозорої для учнів форми відтворення виділених раніше характерних елементів об'єкту, що моделюється.

Естетична ємність – вимога, що відбиває наявність відповідності гармонії між характерними рисами об'єкта, що моделюється, і формою його відображення. Саме єдність глибини змісту та найбільш простої і ефектної форми його відображення і повинне викликати в учнів відчуття прекрасного, яке стимулює в остаточному підсумку їх пізнавальну діяльність.

Ці вимоги слід також розглядати як критерії для створення нових модельних дослідів або їхнього відбору із числа вже наявних з метою формування наукових понять у школярів.

4. Перевірка гіпотези дослідження була здійснена на матеріалі теми «Електричне поле». Вибір даної теми для експериментального дослідження обумовлений наступними обставинами. По-перше, вивчення матеріалу теми припускає засвоєння і використання цілої низки наукових моделей і модельних уявлень, що становлять основу змісту цієї теми в шкільному курсі фізики. По-друге, розглянута тема по забезпеченню демонстраційним експериментом займає лідируюче положення у порівнянні з іншими темами. По-третє, у цій темі представлені найважливіші фізичні поняття, успішне формування яких багато у чому визначає успішність засвоєння всього наступного матеріалу шкільного курсу фізики.

Виконаний аналіз особливостей використання навчального експерименту в процесі формування понять з теми «Електричне поле» показує, що існують певні недоліки у викладанні цієї теми на експериментальному рівні, які проявляються, насамперед, у нестачі модельних дослідів, які б розкривали суть явищ, що вивчаються. У зв'язку з цим представляється важливим і необхідним віддати перевагу розробці таких експериментів, які сприяли б розумінню природи фізичних явищ, процесів і понять, що їх описують. Також в окремих випадках має місце трактовка модельних за своєю суттю дослідів як натурних. Це в свою чергу негативно впливає на світогляд учнів.

Дотепер залишається невирішеною проблема створення чутливих індикаторів електричного поля. В умовах, коли такий об'єкт вивчення, як електричне поле, не сприймається безпосередньо органами чуттів людини, наявність дійсно чутливих індикаторів фактично визначає ефективність усього експерименту з електродинаміки. Що ж стосується таких традиційно використовуваних індикаторів, як заряджені бузинові кульки, пінопластові листочки, станіолеві гільзочки, то вони не витримують ніякої критики, оскільки, поряд з силою електричного поля, що діє на них, сила поля гравітаційного перевершує останню, принаймні, на порядок. Така перевага затушовує наслідок дії електричного поля, тобто робить його невиразним, а сам дослід - малопереконливим. Із цієї причини розробка чутливих індикаторів, що дозволяють виявити і дослідити електричне поле, є досить актуальним завданням методики і техніки навчального фізичного експерименту. Щодо традиційних дослідів з поляризації діелектрика, то вони, як правило, обмежуються лише демонстрацією явища послаблення електричного поля діелектриком. Для пояснення суті того, що відбувається, вчитель повинен вдаватися до допомоги схематичних малюнків. Це свідчить про те, що дослідів, які б могли розтлумачити ці явища, на жаль, немає. Також виявлено, що в традиційному експерименті не представлені досліди, що демонструють у динаміці процес суперпозиції зовнішнього поля і поля наведених зарядів у провіднику, коли цей провідник поміщено в електричне поле. У літературних джерелах з методики викладання фізики описані лише досліди, що демонструють сам факт відсутності електричного поля усередині провідника, який перебуває під впливом зовнішнього електричного поля.

5. Усунення перелічених труднощів має поліпшити процес формування основних понять з теми „Електричне поле”, а також стан викладання цієї теми на експериментальному рівні. У цьому зв’язку в даній роботі пропонується оригінальний модельний експеримент, що виступає як фундамент для формування основних понять, що характеризують електричне поле.

Обладнання для постановки модельних дослідів з теми «Електричне поле» розроблялося з урахуванням вимог, що пропонуються до модельного експерименту як засобу формування фізичних понять. Оскільки володіння поняттям «точковий заряд», що є однією з основних ідеалізацій теми, багато в чому визначає розуміння матеріалу всієї теми, то відповідно до концепції, що розвивається в даній роботі, першочергова увага була приділена саме матеріалізації цієї моделі.

Предметний аналог ідеальної моделі «точковий заряд» являє собою носій заряду у формі кулі діаметром 15-20 мм. Носій утримується на тонкій непровідній нитці довжиною до 25 см. Система «заряджений носій + нитка» отримала в роботі назву «Електростатичний маятник» (ЕМ). ЕМ в «зборі» має масу m ≈ 0,06-0,08 г. Саме ця особливість забезпечує його чутливість до електричних полів з напруженістю Е ≈ 100 В/см. Це виражається в значному відхиленні ЕМ від первісного прямовисного положення, якщо він знаходиться поблизу від інших заряджених тіл. Кут відхилення нитки ЕМ від рівноважного вертикального положення змінюється в межах від 0° до 90°, залежно від напруженості електричного поля. Ця обставина є дуже виграшною при використанні ЕМ у якості легкорухомого чутливого індикатора електричного поля. ЕМ залежно від змісту експерименту, який виконується, може застосовуватися в якості: а) моделі точкового заряду; б) моделі пробного заряду (чутливого індикатора електричного поля); в) моделі зарядженого провідника або його частини.

Поряд з ЕМ у роботі розроблений чутливий індикатор напрямку електричного поля, що отримав назву «Електрична стрілка» (ЕС). ЕС являє собою легку, рухливу стрілку у вигляді тонкої трубочки зі слабкопровідного матеріалу. Конструкційно ЕС виконана, як і магнітна стрілка, на стійці з основою. ЕС чутлива до полів з напруженістю Е ≈ 100 В/см.

Спільне використання ЕМ та ЕС дає можливість судити про інтенсивність і напрямок електричного поля в тій його області, куди поперемінно вносяться обидва індикатори.

Поява ЕС дозволила розробити прилад для вивчення конфігурації електричного поля. У цьому приладі візуалізація ліній напруженості електричного поля досягається за допомогою комплекту ЕС. За допомогою даного приладу можна візуалізувати практично всі різновиди електростатичного поля, вивчення яких передбачено діючою шкільною програмою з фізики.

Досить продуктивною для формування понять, що описують електричне поле, виявилася модель провідного тіла, що отримала в роботі назву «Модель провідника з порожниною» (МПП). Модель дозволяє розглянути на значно високому експериментальному рівні електричне поле усередині й поза провідником у випадках, коли: а) провідник заряджений; б) нейтральний провідник вноситься в зовнішнє електричне поле; в) по провіднику пропускається постійний електричний струм. МПП являє собою пустотілу коробку зі слабкопровідного матеріалу.

Розроблений у дисертації прилад за назвою «Реохорд демонстраційний» дозволяє виявити принципову різницю в конфігурації електричних полів, що оточують лінійний провідник, коли одна частина його заряджена, а по іншій його частині водночас проходить постійний електричний струм. Моделлю реохорда виступає дерев'яна рейка зі змінним контактом. Для реєстрації електричного поля використовуються поперемінно ЕС і ЕМ.

Основу комплекту обладнання для вивчення явища поляризації діелектрика становлять розроблені в дисертації моделі полярної і неполярної молекул.

Розроблено систему модельних дослідів з теми «Електричне поле». Розглянута і рекомендована методика і техніка цього експерименту.

Модельні досліди, що демонструються за допомогою оригінального з погляду методики і техніки шкільного експерименту обладнання дозволяють:

1) показати електричну взаємодію заряджених тіл;

2) ввести поняття «точковий електричний заряд»;

3) розглянути на експериментальному рівні основний закон електростатики - закон Кулона;

4) виявити електричне поле;

5) дослідити інтенсивність електричного поля;

6) дослідити напрямок електричного поля;

7) ввести поняття напруженості електричного поля;

8) ввести поняття ліній напруженості електричного поля;

9) візуалізувати форму і розташування ліній напруженості електричних полів, що створюються джерелами поля різної конфігурації;

10) пояснити механізм «вишиковування» дрібних незаряджених часток, поміщених в електричне поле;

11) ввести поняття однорідного електричного поля;

12) проілюструвати принципові розходження між вільними та зв'язаними зарядами; ввести поняття вільних і зв'язаних електричних зарядів;

13) розглянути поведінку провідників в електричному полі;

14) ввести поняття електростатичної індукції;

15) показати механізм розподілу зарядів у провіднику під дією електричного поля, у яке він поміщений;

16) показати в динаміці процес суперпозиції зовнішнього електричного поля і поля наведених зарядів у провіднику, внесеного в зовнішнє електричне поле;

17) пояснити процес екранування електричного поля за допомогою заземленого екрана;

18) змоделювати досліди Міллікена-Йоффе;

19) дослідити електричне поле усередині та поза зарядженим провідником;

20) дослідити електричне поле усередині та поза незарядженим провідником, внесеним в електричне поле;

21) змоделювати умови, необхідні для існування електричного струму;

22) показати модель електричного струму;

23) дослідити електричне поле усередині та поза провідником, по якому протікає електричний струм;

24) ввести поняття стаціонарного електричного поля;

25) проілюструвати закон збереження енергії в ланцюгу постійного струму;

26) розглянути поведінку діелектрика в електричному полі;

27) проілюструвати поводження моделей полярної та неполярної молекул діелектрика в електричному полі;

28) показати силову і орієнтуючу дію неоднорідного електричного поля на внесений у нього диполь;

29) показати механізм поляризації діелектрика як результат впливу, що орієнтує, з боку електричного поля на ансамбль моделей молекул діелектрика.

Розроблена система модельних дослідів з теми «Електричне поле» є оригінальною. У діалектичній єдності з традиційним натурним експериментом вона створює реальні передумови для більш аргументованого, логічно витриманого і, що дуже важливо, доступного викладу змісту всієї розглянутої теми. Одночасно з цим розроблені модельні досліди ліквідують «білі плями», що існують, як виявилося, у традиційному експерименті. Це створює необхідні оптимальні умови для ефективного формування системи фізичних понять, що конституюють тему «Електричне поле». Модельний експеримент, таким чином, не тільки визначає логіку викладання програмного матеріалу, але й стимулює образний компонент мислення учнів. У свою чергу, образне мислення запускає мислення раціональне. Сполучення цих двох типів мислення і забезпечує високий ККД у процесі формування фізичних понять.

Розділ 3 «Педагогічний експеримент і його результати» присвячено дослідженню якості засвоєння учнями фізичних понять теми „Електричне поле” в залежності від особливостей навчальних модельних дослідів, які використовувались при вивченні зазначеної теми. Разом з цим досліджувався вплив експериментального навчання на розвиток пізнавальної активності учнів.

1. На підготовчому етапі педагогічного експерименту вирішені наступні задачі:

- визначено доцільність використання модельного підходу при навчанні основам електростатики;

- визначено надійність розробленого демонстраційного обладнання, а також відповідність дослідів, що демонструються з його допомогою, основним психолого-педагогічним вимогам, що висуваються до навчального модельного фізичного експерименту;

- відібрано модельні досліди, експериментальні завдання, графічні вправи, необхідні для ефективного формування понять у процесі вивчення основ електростатики;

- розроблено і випробувано методику формування основних понять електростатики з опорою на вдосконалений модельний експеримент;

- перевірено ефективність різних експериментальних методик для діагностики досягнутого учнями рівня засвоєння матеріалу теми.

На даному етапі педагогічного експерименту основними діагностуючими методами було взято: метод діагностуючих контрольних робіт, метод психолого-педагогічного спостереження, метод анкетування, метод творів, метод складання задач, метод вибору задач.

Загальним підсумком підготовчого етапу педагогічного експерименту стала розробка оригінальної методики формування понять, що описують електричне поле, з опорою на навчальний модельний експеримент. Основні принципи цієї методики полягають у наступному:

1. Центральним моментом вивчення теми «Електричне поле» є опора на модельний експеримент, який дозволяє виділяти суттєві зв'язки і відносини в досліджуваних явищах у найбільш простій для сприйняття і розуміння учнями формі. Такий підхід сприяє ефективному формуванню відповідних фізичних понять.

2. Практично весь теоретичний матеріал теми вивчається шляхом його експериментального пророблення. Модельний експеримент, як правило, випереджає експеримент натурний, що сприяє освоєнню матеріалу на теоретичному рівні.

3. Ключовою моделлю, що використовується в розробленому модельному експерименті, є модель точкового заряду, що застосовується практично на кожному уроці, виступаючи в якості системоутворюючого фактора. Усі часткові досліди демонструються в рамках єдиної логіки як прояв загальних закономірностей, які притаманні електричному полю.

4. Модельні досліди в цілому ряді випадків виступають як засіб постановки експериментальних задач і як засіб матеріалізації фізичних ситуацій, описаних у текстових завданнях.

5. Графічні моделі безпосередньо виникають з результатів спостережень і осмислення системи модельного експерименту. Ці моделі, з одного боку, виступають як своєрідні опорні сигнали, що фіксують структурно-логічну основу досліджуваного матеріалу, а з іншого боку - як діючий засіб аналізу та рішення навчальних завдань.

2. Основний етап педагогічного експерименту був проведений у січні - лютому 1999 року у чотирьох 10-х класах середньої школи № 150 м. Харкова. Учні цих класів були розбиті на експериментальну і контрольну групи, основна різниця в навчанні яких полягала в різних підходах до вивчення навчального матеріалу теми «Електричне поле», обумовлених особливостями навчального експерименту (удосконаленого і традиційного). Кількість школярів, які були задіяні на цьому етапі, склала 146 чоловік.

Порівняльний аналіз засвоєння поняття «Електричне поле» на різних етапах педагогічного експерименту проводився на основі опитувань учнів і виконання ними трьох діагностуючих контрольних робіт. Перша контрольна робота була проведена в середині вивчення теми, друга й третя (тестова) - наприкінці. Деталізована діагностика знань учнів, зафіксованих у ході усних опитувань і при перевірці контрольних робіт, здійснювалася за допомогою поелементного аналізу знань.

Порівняльний аналіз якості сформованості поняття «електричне поле» в експериментальній і контрольній групах було проведено на підставі поелементного аналізу знань учнів, що були ними виявлені в процесі написання тестової контрольної роботи. Відповідно до такого аналізу була проведена оцінка відповідей кожного учня за наступними критеріями: повнотою засвоєння змісту поняття; ступенем засвоєння об'єму поняття, що є мірою його узагальненості; повнотою засвоєння зв'язків і відносин даного поняття з іншими; умінням відокремлювати істотні ознаки поняття від несуттєвих; умінням оперувати поняттями у розв’язанні задач пізнавального і практичного характеру.

Отримані результати свідчать про те, що модельний експеримент істотно вплинув на кожний з параметрів формування понять в експериментальній групі. При цьому найбільш суттєво експериментальна методика вплинула на вміння відокремлювати істотні ознаки від несуттєвих. Крім того, достатньо великий вплив спостерігається і за такими показниками, як повнота засвоєння змісту поняття і ступінь засвоєння об'єму поняття. Щодо повноти засвоєння зв'язків і відносин даного поняття з іншими, а також вміння оперувати поняттями в рішенні задач пізнавального і практичного характеру, то показники цих критеріїв в експериментальній групі мають помітну перевагу в порівнянні з контрольною.

3. У процесі педагогічного експерименту було вивчено вплив експериментального навчання на підгрупи учнів з різним ступенем виразності пізнавального інтересу. У результаті цього було з'ясовано, що удосконалений модельний експеримент більшою мірою впливає на учнів з невираженим пізнавальним інтересом у порівнянні з тими, для кого такий інтерес характерний, що, у свою чергу, призводить до розвитку пізнавальної активності саме в цієї групи учнів. У контрольній групі розходження в плані пізнавальної активності учнів з вираженим і невираженим пізнавальним інтересом зберігаються, а по ряду показників навіть заглиблюються.

Водночас було вивчене питання про вплив цієї методики на учнів з різним рівнем успішності. Для рішення цього завдання в даній роботі виконаний аналіз первинних даних анкетування з урахуванням розділення експериментальної групи на три підгрупи: учні з високим, середнім і початковим рівнем підготовки.

Аналіз результатів анкетування, проведеного на завершальній стадії педагогічного експерименту, показав, що серед тих учнів, у яких відбулася помітна зміна в мотивах вивчення фізики, набагато частіше зустрічаються учні з середнім та початковим, ніж з високим рівнем підготовки. Отже, можна зробити висновок про те, що експериментальне навчання впливає на найбільш численну категорію учнів з середнім та початковим рівнем підготовки. При цьому його вплив на учнів з початковим рівнем підготовки виявляється найбільше яскраво вираженим.

На підставі результатів основного етапу педагогічного експерименту встановлено, що застосування в процесі вивчення матеріалу теми „Електричне поле” модельних дослідів, які відповідають вимогам об’єктивності, характерності, інформативності, простоти і естетичної ємності, супроводжується більш глибоким емоційним сприйняттям матеріалу у порівнянні з традиційним навчанням. Це приводить до більш глибоких і міцних знань, істотно впливає на якість формування відповідних фізичних понять і сприяє усвідомленому їх використанню. У свою чергу указані позитивні зміни сприяють збільшенню кількості учнів, для яких саме внутрішні (пізнавальні мотиви) стають спонукальними при вивченні фізики.

Результати педагогічних вимірювань стосовно до завдань дисертаційного дослідження оброблялись за допомогою описових статистик Microsoft Excel.