| summary: |
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність досліджуваної проблеми, визначено об’єкт, предмет, мету, розкрито завдання та методи дослідження, його наукову новизну, окреслено теоретичне і практичне значення здобутих результатів; подано відомості про вірогідність, апробацію й впровадження результатів дослідження у практику роботи загальноосвітніх шкіл, публікації автора та структуру роботи.
У першому розділі – «Стан пропедевтики фізики в сучасній загальноосвітній школі» - розкрито історико-педагогічний аспект становлення і розвитку предмета «Природознавство», проаналізовано сучасну програму та підручники, розглянуто предметний та інтегративний підходи до розв’язання проблеми пропедевтики фізики у 5-6-х класах.
Історичний аналіз дозволяє зробити висновок, що більшість вчених та методистів висловлювалися за обов’язкове включення фізичних знань у зміст програм з природознавства; особливого значення відомостям з фізики надавали К.П. Ягодовський, М.О. Риков, Г.С. Ковальова, Г.В. Самсонова, В.Р. Ільченко та ін. Включення фізичних знань значно розширювало діапазон і пропедевтичний потенціал курсу «Природознавство», сприяло інтенсивнішому оволодінню основами фізичних знань у процесі навчання систематичного курсу фізики.
Вивчення сучасного стану пропедевтики фізики в 5-6-х класах дає підстави виділити два основні підходи до розв’язання означеної проблеми: предметний та інтегративний. У країнах ближнього зарубіжжя паралельно з інтегрованими природничими курсами розробляються предметні пропедевтичні, або випереджаючі курси фізики. Автори предметних курсів з фізики (В.А. Бєтєв, М.Д. Даммер, В.Г. Долгов, А.Г. Мікулич, Н.М. Платонова, В.І. Попова, Г.М. Степанова, Д.І. Щербатенко, О.М. Шулежко) для 5-6-х класів вважають, що такі курси є найбільш ефективними для забезпечення безперервної фізичної освіти. Але отримання природничо-наукової освіти у
5-6-х класах може ефективно здійснюватися і в межах інтегрованих курсів. Інтегровані курси, одним з яких є і «Природознавство» у 5-6-х класах, стирають межі між предметами, дозволяють розглядати велику кількість зв’язків, створюючи у свідомості учнів уявлення про єдність і цілісність навколишнього світу, у той же час здійснюють диференціацію, задовольняють пізнавальні потреби в індивідуальному, вузькопредметному пізнанні.
Встановлено, що удосконалення інтегрованих природничих курсів і відповідних навчальних посібників здійснюється через збільшення частини фізичного матеріалу в усьому обсязі навчальної інформації. Фізичні методи дослідження стали основою для багатьох методів природничих наук, тому ознайомлення з ними як одним із факторів інтеграції природничої освіти у школі є важливою умовою формування уявлень про емпіричний рівень пізнання навколишнього світу.
В аспекті нашого дослідження курс «Природознавство» для 5-6-х класів виконує функції пропедевтики фізики першого ступеня, а тому має становити єдине ціле із вступними природознавчими курсами початкової школи і систематичним курсом фізики основної школи.
У другому розділі «Методика формування уявлень про фізичні явища у процесі вивчення природознавства у 5-6-х класах» розкрито зміст і методику формування початкових фізичних уявлень і понять в основній школі.
Встановлено, що методика формування початкових фізичних уявлень у молодших підлітків визначається: 1) загальними закономірностями формування і розвитку фізичних понять в учнів; 2) віковими особливостями навчальної діяльності учнів молодшого підліткового віку.
У процесі формування і початкового розвитку фізичних понять на уроках природознавства у 5-6 класах ми враховували основні етапи цього процесу: 1) чуттєво-конкретне сприйняття відбувається у різноманітній діяльності учнів (спостереження, експеримент, отримання інформації у готовому вигляді); 2) виділення суттєвих властивостей: на цьому етапі поняття формується і розвивається у циклічному процесі; 3) визначення поняття: якщо поняття було сформоване на попередніх етапах навчання, то у випадку його розвитку нове визначення має бути уточненим; 4) розпочинається діяльність учнів із використання понять при розв’язуванні задач.
В умовах викладання інтегрованого предмета доцільно використовувати узагальнені плани-приписи вивчення явищ. Нами конкретизовано план вивчення явищ з урахуванням вимог навчальної програми з природознавства: 1) зовнішні ознаки явища; 2) умови, за яких відбувається явище; 3) механізм перебігу явища; 4) визначення явища; 5) зв’язок даного явища з іншими; 6) використання явища на практиці; 7) корисні і шкідливі дії явища, засоби їх попередження; 8) кількісні характеристики явища.
У розділі висвітлена методика формування уявлень про атомно-молекулярну будову речовини; механічні, звукові, теплові, світлові, електричні, магнітні явища; силу, роботу, енергію; розкрито зміст і методику вивчення окремих тем – «Тіла і речовини, що оточують людину», «Світ явищ, у якому живе людина», «Рукотворні системи».
Уявлення про атомно-молекулярну будову речовини має велике значення у формуванні наукового світогляду учнів. У процесі вивчення теми «Тіла і речовини, що оточують людину» на уроках природознавства починається формування фундаментальних понять: матерія та її рух. Найважливіше завдання цієї теми – на основі відомих фактів підвести учнів до ідеї дискретної будови речовини. Учні мають зрозуміти, що за допомогою молекулярних уявлень можна пояснити дуже багато різноманітних явищ. Це, у свою чергу, дозволяє керувати процесами (створювати нові матеріали, машини, технології). Ми встановили, що ефективним методом формування уявлень про атомно-молекулярну будову речовини є створення учнями графічних моделей газів, рідин, твердих тіл – «молекулярних малюнків». Малювання молекулярних зображень (розміщення молекул у різних агрегатних станах, дифузія, розповсюдження молекул дезодоранта, хімічні реакції та ін.) і ретельне обговорення їх допомагає не тільки скоригувати деякі життєві уявлення про мікросвіт і його властивості, але й зрозуміти сутність фізичного поняття. Цей метод може використовуватися у процесі подальшого навчання (вивчення електричних, теплових, звукових явищ, сил у природі та ін.).
У процесі вивчення механічних явищ необхідно розширити знання учнів про явища, що відбуваються в навколишньому світі, забезпечити засвоєння знань про механічні явища, виявити характерні ознаки руху, показати практичне значення вивчення процесів руху, розвивати вміння застосовувати набуті знання для пояснення механічних явищ у природі, визначати швидкість руху. З цією метою описано досліди і вправи з вимірювання шляху, методику розв’язування якісних і розрахункових задач на розрахунок шляху, швидкості і часу рівномірного руху із розробленого нами посібника.
Велика кількість нових для учнів 5-го класу понять з теми «Звукові явища» (звук, середовище поширення звуку, джерела звуку, частота коливання, швидкість, гучність і висота звуку, звукова хвиля, інфразвук, ультразвук, ехолокація) вимагає ретельної роботи щодо їх формування. Тому описано досліди з утворення звуків, методику роботи з аудіозаписами, навчальною анімацією, методику розв’язування задач про звукові явища.
У процесі вивчення теплових явищ ми спираємося на уявлення про особливості руху частинок, з яких складаються тверді, рідкі, газоподібні речовини, які учні отримали у процесі вивчення теми «Тіла і речовини, що оточують людину». Демонстраційні досліди (танення льоду, кипіння води, паперова «змійка», нагріті чорнила та ін.) сприяють формуванню уявлень про процеси, які відбуваються у тілах при нагріванні і охолодженні.
Вивчення світлових явищ починають з бесіди, у якій на прикладах із життя, побуту, виробництва розкривають значення світла у житті людини. З метою уникнення дублювання демонстраційних дослідів у процесі вивчення фізики у 7-му класі, ми запропонували перелік дослідів і саморобних приладів, які доцільно використовувати на уроках з природознавства у процесі вивчення світлових явищ (отримання «білого» кольору, крижана призма, саморобний спектроскоп, досліди з ліхтариком тощо).
У процесі вивчення відомостей про будову атома (5 клас), що створює умови для пояснення електричних явищ на основі уявлень про електрон, йдеться про найпростіші електростатичні явища (електризація тертям, взаємодія наелектризованих тіл) і електричний струм (упорядкований рух заряджених частинок, ізолятори, провідники, джерело струму). У 6-му класі у процесі вивчення теми «Значення енергії. Енергозбереження» знання про електричні явища розширюються (електрична енергія, електричне коло). На прикладі простого електричного кола (джерело електричної енергії, споживач, вимикач) закріплюються знання учнів про перетворення одного виду енергії в інший.
Початкові уявлення учнів про магнітні явища пов’язані з постійними магнітами, у яких наче б то не виявляється жодного зв’язку з електричними зарядами та їхнім рухом. Але найважливішим моментом методики формування поняття про магнітне поле і магнітні явища на уроках фізики є розкриття зв’язку між магнетизмом і електрикою. Тому на уроці природознавства доцільними є демонстрації відхилення магнітної стрілки під дією магнітного поля провідника зі струмом, виготовлення саморобної моделі електромагніту, електродвигуна. Головне, щоб учні 5-го класу зрозуміли, що між магнітними і електричними явищам існує тісний зв’язок.
У 6-му класі на уроках з природознавства поняття про силу формується на прикладах дії сили тяжіння, пружності і тертя. Пояснити учням поняття сили та її основні характеристики (величина, напрямок і точка прикладання) можна за допомогою описаних демонстраційних дослідів. Закріплення, систематизація й узагальнення знань учнів відбувається у процесі розв’язування графічних якісних задач, наведених у розробленому посібнику.
Поняття роботи і енергії поряд із поняттями руху і сили належать до найважливіших у фізиці. З терміном «робота» учні зустрічаються ще до вивчення природознавства і використовують його у повсякденному житті. Однак науковий зміст цього поняття залишається для учнів не з’ясованим. У процесі розгляду побутових прикладів (спорт, транспорт, машини) корисно звернути увагу учнів на те, що механічна робота завжди пов’язана із дією сили і переміщенням тіла під дією цієї сили.
Формування поняття «енергія» має починатися з уявлення про енергію як величину, яка характеризує рух. Поняття «енергія» тісно пов’язане з поняттям «робота». У методиці навчання фізики встановлено, що починати потрібно з формування понять «рух» і «робота», а вже потім переходити до формування поняття «енергія», оскільки енергія є загальною мірою руху матерії при усіх його перетвореннях з одного виду в інший, механічна енергія характеризує ще й властивість тіл виконувати роботу. Шестикласники повинні розуміти, що завдяки енергії та її перетворенню виконується робота.
При формуванні поняття «енергія» важливими є міжпредметні зв’язки. Вже до початку вивчення матеріалу курсу «Природознавство» учні знайомі з багатьма властивостями і явищами, які характеризують енергію, багаторазово і безпосередньо спостерігали її перетворення. У курсі «Природознавство» термін «енергія» вперше вживається при вивченні теми «Живлення рослин і тварин». Наприкінці вивчення курсу поняття енергії отримує свій розвиток – формуються уявлення про енергію як здатність тіл виконувати роботу, про різноманітність видів енергії, розкривається смисловий зміст поняття.
З’ясовані умови формування в учнів узагальнених природничонаукових умінь: моделювання, спостереження, планування та виконання простих експериментів, прогнозування результатів і вміння робити висновки за результатами експерименту, а також загальнонавчальних умінь: уміння слухати і сприймати почуте, робити письмові та усні доповіді, вести дискусію, оформляти звіти за підсумками практичної роботи, працювати з літературою тощо. Детально розглянуто формування уміння роботи з довідковою літературою. Для початкового формування вміння працювати з довідниковими таблицями у 5-6 класах на уроках природознавства, ми пропонуємо скорочений варіант деяких таблиць і навчити учнів шукати в них необхідні дані.
Уміння працювати з навчальною моделлю і моделювати самостійно ми розглядаємо як інтегровані уміння, тобто узагальнені природничонаукові і загальнонавчальні одночасно. У 5-6 класах в учнів яскраво виражена конкретно-чуттєва форма мислення і недостатньо розвинена абстрактна. Тому доцільно використовувати моделі, мова яких учням вже знайома. Йдеться про фізичні і аналогові моделі, а також малюнки, фотографії, навчальні фільми. Учні легко сприймають зменшені (збільшені) моделі різних об’єктів. Образи, які виникають в уяві учнів у процесі сприйняття моделей цього виду, повністю відображають змодельовані об’єкти щодо їхньої фізичної суті.
Нами проаналізовано методику роботи із наступними завданнями: 1) намалювати чи побудувати графік, схему фізичного об’єкту (створити графічну модель); 2) створити і виготовити предметну модель (матеріальну); 3) відтворити свої знання в словесній, усній, або письмовій формі (дати описову модель фізичного явища).
У процесі вивчення предмета «Природознавство» в учнів повинні сформуватися експериментальні вміння. Ми визначаємо склад таких умінь: 1) теоретичні: визначати мету експерименту, формулювати гіпотезу дослідження, використовувати таблиці і довідники, аналізувати результати і робити висновки; 2) практичні: підбирати обладнання і конструювати експериментальні установки, здійснювати спостереження, вимірювати (визначати ціну поділки шкали вимірювального приладу, фіксувати покази і робити відлік за шкалою приладу, проводити прямі вимірювання фізичних величин), обчислювати, майструвати прості прилади; 3) організаційно-комунікативні: планувати роботу, організовувати робоче місце, вести записи і робити замальовки, оформляти звіт про роботу, раціонально використовувати робочий час, здійснювати самоконтроль за виконанням роботи, співпрацювати з однокласниками і вчителем.
Нами розроблено узагальнений план експериментальної діяльності учнів: 1) з’ясування мети дослідження; 2) виділення об’єкта та його суттєвих ознак; 3) формулювання завдання дослідження; 4) висування гіпотез (припущень); 5) планування експерименту: уявне конструювання експериментальної установки; виділення у кожному досліді величин для порівняння (вимірювання); конструювання або вибір приладу для вимірювання; визначення послідовності дій; вибір способу кодування інформації (рисунок, таблиця, графік тощо); 6) робота з експериментальною установкою: створення установки; проведення необхідних порівнянь (вимірювань); фіксування результатів; 7) отримання результатів дослідів та їх аналіз: формулювання висновку для кожного досліду; формулювання загального висновку дослідження.
У контексті використання інформаційно–комунікаційних технологій у процесі вивчення природознавства ми дослідили можливості застосування створених параметризованих креслень, комп’ютерних моделей (комп’ютерних ілюстрацій, які відповідають рисункам у підручнику) та комп’ютерних засобів, які контролюють засвоєння знань.
У третьому розділіописано дослідно-експериментальну роботу, під час якої у навчальний процес було внесено зміни згідно із завданням дослідження, та викладено його статистичні результати.
Дослідницький етап включав констатувальний експеримент (2007-2009 ), навчальний (2009-2011), контрольний (2010-2011). Завдання полягало у тому, щоб з’ясувати повноту засвоєння знань для наступного формування і розвитку фізичних понять. З цією метою використовувався кількісний критерій – коефіцієнт повноти засвоєння знань про окремі елементи системи знань (про фізичні явища). Для забезпечення обґрунтованості висновків розрахунок об’єму вибірки виконувався за таблицею достатньо великих чисел. Щоб на рівні ймовірності р=0,95 похибка отриманих під час дослідно-експериментальної перевірки результатів дослідження не перевищувала 5%, було охоплено 384 учня.
Під час констатувального експерименту ми переконалися, що учні основної школи відчувають труднощі при засвоєнні знань про умови перебігу фізичних явищ та взаємний зв’язок природних явищ. Найбільші складності виникають при розгляді кількісних характеристик фізичних явищ.
|
