Нікольський Віталій Валентинович. Основи створення пристроїв п'єзоактивної механіки для систем керування двигунами внутрішнього згоряння

Краткое описание

Нікольський Віталій Валентинович. Основи створення пристроїв п'єзоактивної механіки для систем керування двигунами внутрішнього згоряння : дис... д-ра техн. наук: 05.13.05 / Одеський національний політехнічний ун-т. - О., 2005.

Лещинський О.П. Розвиток змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США (ХІХХХ ст.). Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора педагогічних наук за спеціальністю 13.00.01 загальна педагогіка та історія педагогіки. Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова, Київ, 2005.
У дисертації здійснено аналіз процесу історичного розвитку змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США та визначені його основні чинники. Досліджено вплив університетського курсу фізики на зміст шкільного курсу в різні історичні періоди. Розглянуті інтеграційні процеси в розвитку фізики як навчального предмета. Визначено специфіку змін у змісті шкільного курсу під впливом інформаційних технологій. Розкриті сучасні тенденції розвитку змісту шкільного курсу фізики. Проведене дослідження дає можливість сформулювати ряд рекомендацій щодо використання зарубіжного досвіду розвитку курсу фізики у вітчизняній педагогіці: в процесі переходу на профільне навчання у старших класах бажано взяти до уваги досвід Німеччини та Великої Британії в організації, розробці та впровадженні курсів фізики, інтегрованих курсів природознавства для учнів різних категорій у диференційовану систему освіти; доречно врахувати світові тенденції включення основних концепцій квантової та релятивістської фізики та пов’язаних з ними методологічних понять у зміст шкільного курсу, нові підходи до оцінки знань і вмінь учнів з фізики, виходячи з концепції функціональної наукової грамотності; необхідно включити в програму підготовки вчителів фізики ознайомлення зі світовим досвідом інтеграції професійної та фізичної освіти, методикою вивчення нових застосувань фізики і пов’язаних з нею робітничих професій, методикою концептуального вивчення принципів сучасної фізики.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення процесу історичного розвитку змісту шкільного курсу фізики у Великій Британії, Німеччині та США в ХІХ ХХ ст., яке дозволило установити основні чинники та тенденції розвитку, що мають прогностичну спрямованість для вдосконалення змісту вітчизняного шкільного курсу фізики та дають підстави для таких висновків.
1. Диференційована система середньої освіти, що склалась на початку ХХ ст. у Великій Британії, продовжує існувати до 1960-х рр. Відповідно, незмінним залишається і курс фізики граматичної школи, який відображає майже незмінний університетський курс. Глибокі зміни у фізичній науці і промисловості, що відбулися в середині ХХ ст., ведуть до створення Наффільдівського проекту реформування шкільного курсу фізики. Наффільдівський двоступеневий курс фізики створюється, в першу чергу, для граматичної школи та відповідно до її структури. Погіршення стану економіки Великої Британії в 1980-х рр., а також значні зміни в системі середньої освіти, пов’язані з розповсюдженням об’єднаної середньої школи, ведуть до втрати інтересу до курсу фізики академічного типу. Інтереси суспільства зміщуються від науки до технології, що веде до пошуку шляхів створення різного типу інтегрованих курсів.
2. Університетський курс фізики сформувався в німецькій моделі вищої освіти як визнана науковим товариством система знань даної науки парадигмальний навчальний предмет. Середня школа з початку свого існування виконувала функцію підготовки до університету. Саме парадигмальний університетський курс і став основою для формування шкільного курсу. Університетський курс фізики в Німеччині формується в період становлення нової моделі вищої освіти в першій половині ХІХ ст. Одночасно складаються різні типи курсів фізики: а) курс експериментальної фізики; б) курс математичної фізики. На початку ХХ ст. на основі курсу експериментальної фізики та елементів курсу математичної фізики формується університетський курс загальної фізики.
3. Курс фізики середньої школи Німеччини розвивається в тісному зв’язку з університетським курсом. Спочатку шкільний курс будується за зразком університетського курсу експериментальної фізики. З розвитком німецької гімназичної освіти як освіти теоретичного типу в шкільному курсі фізики зростає математизація і дедуктивний характер викладу, що, у свою чергу, відображає відповідний напрямок розвитку університетського курсу. Становлення ступеневої структури шкільного курсу в середині ХІХ ст. пов’язане з розвитком різних типів середньої школи та накопиченням досвіду навчання фізики учнів різного віку.
4. На відміну від Німеччини та Великої Британії, у США в кінці ХІХ ст. склалася дворівнева система вищої освіти та зберігся її загальноосвітній етап. Відповідно, виникає потреба в різного типу курсах фізики: а) загальноосвітньому, для студентів усіх спеціальностей; б) спеціальному, в контексті певної професійної підготовки. На початку ХХ ст. у США завершується створення єдиної державної середньої школи, у якій диференціація освіти здійснюється за рахунок надання учням старших класів права вибору навчальних предметів. Подальший розвиток шкільного курсу фізики відбувається у двох основних напрямках: а) академічному, орієнтованому на вимоги вищої школи; б) прогресистському”, що виходить із психології розвитку учня. Залежно від суспільних умов переважний вплив одержує один із напрямків.
5. У 1990-х рр. у Великій Британії та США зростають гнучкість та розмаїття зв’язків системи вищої, середньої та професійної освіти, які починають інтегруватися в єдину структуру. Одночасне зменшення кількості учнів середньої школи, викликане демографічними проблемами, призводить до послаблення можливостей диференціації за рахунок відбору. З одного боку, виникає потреба у поєднанні фізики з професійною підготовкою вже на першому ступені її вивчення. З другого боку, змінюються вимоги до знань учнів зростає значення загальнонаукової функціональної грамотності порівняно з колишнім чітко визначеним обсягом знань. Зміна суспільних умов викликає прийняття нових державних стандартів освіти. Національний стандарт природничо-наукової освіти Великої Британії підкреслює необхідність інтеграції навчальних предметів, вимоги висвітлення технологічних досягнень, пов’язаних із сучасною наукою. У державному стандарті США вказується на необхідність ознайомлення учнів із методологічними поняттями науки.
6. У курсах фізики, які створювались у ході історичного розвитку, переважно відображаються такі аспекти фізичної науки, як основні принципи конструювання змісту: а) фізичні явища; б) технічні системи, що концентрують у собі фізичні ефекти та принципи; в) використання фізичних явищ і принципів для вирішення практичних проблем у різних галузях; г) знакова система фізики теорії, моделі, поняття; д) емоційно-чуттєві образи фізичного світу; е) пізнання у фізиці через діяльність конкретних людей у контексті історичної епохи; є) пошукова діяльність у фізиці (наукові програми, методи, альтернативні ідеї і теорії, методологічні поняття); ж) філософські питання фізики. Розгляд фізичної науки з точки зору кожного з названих аспектів приводить до конструювання певного курсу фізики. Найбільш поширеним курсом фізики в історії країн, що досліджувалися, був навчальний предмет, сконструйований за парадигмальним типом, де побудова змісту базувалася на системі фізичних знань.
7. Курс фізики розвивався під впливом, з одного боку, своєї внутрішньої логіки, з другого потреб системи освіти і суспільства в цілому. У Німеччині, Великій Британії та США виявилися такі напрямки розвитку шкільного курсу фізики: а) академічний; б) технологічний; в) філософсько-гуманітарний. Разом із тим спостерігається багато різних типів курсів, що являють собою комбінацію основних напрямків.
8. Суспільна ситуація через різні опосередковуючі ланки (систему освіти, фінансування, стан економіки) впливає на розвиток курсу фізики і його місце в навчальному плані середньої школи. У процесі проектування науки в навчальний предмет використовується первісна проекція, здійснена методологією науки. При подальшому конструюванні змісту навчального предмета використовується система цінностей, що залежить від усієї суспільної ситуації. Інноваційний курс фізики часто не набуває значного поширення. Освітня система має велику інертність, пов’язану з її структурою, що охоплює великі маси людей, нагромадженим фондом підручників, приладів та методик навчання. Консервативність системи також підтримується способом контролю змісту навчального предмета і знань учнів, прийнятим у даному суспільстві. Без зміни в статусі, освіті та поглядах учителів зміна курсу фізики в масовій практиці не відбувається.
9. Проведений аналіз дає підстави для виділення основних тенденцій розвитку курсу фізики. Перш за все, спостерігається зміна методологічної основи побудови змісту курсу. Найбільш поширена модель конструювання змісту курсу фізики спиралася на позитивістське уявлення про механізм еволюції наукового знання як раціональний розвиток теоретичної системи. Методологічна опора на позитивізм призвела до переважання у змісті курсу раціональних елементів та зменшення емоційно-інтуїтивних складових, що послабило цілісність освітньо-виховного впливу курсу як предмета загальної освіти. Історичні дослідження спростували позитивістську модель розвитку наукового знання. В сучасних розробках змісту шкільного курсу фізика почала розглядатися у цілісному контексті розвитку матеріальної та духовної культури.
10. Психологічно адекватній побудові змісту курсу суперечила структура традиційних розділів, що склалася історично. Розвиток фізики у другій половині ХХ ст. привів до посилення фундаменталізації системи фізичного знання. Різні розділи класичної фізики вдалося об’єднати в єдине ціле на основі фундаментальних принципів. Фізика вперше була подана як єдина взаємопов’язана галузь знання. Склалися передумови для фундаменталізації шкільного та університетського курсів відповідно до сучасних фізичних уявлень.
11. На відміну від курсу зі ступеневою структурою, в сучасних курсах почала використовуватися сіткоподібна структура. Курс будується у вигляді сітки модулів, у якій можливі різні шляхи руху. Опозиція лінійної (радіальної) та концентричної структур побудови курсу фізики, що дискутувалася у методичній літературі початку ХХ ст., аналізувалась за схемою або-або”. Сіткоподібна структура допомагає реалізувати багатовимірну побудову курсу, синтезуючи різні структури, які використовувались у минулому: лінійну, концентричну та ступеневу. У цій структурі, почавши з будь-якого модуля та рухаючись відповідно до індивідуальних інтересів та особливостей пізнавальної діяльності, можна перейти до вивчення всіх інших аспектів фізичної науки. Стандартний курс фізики поступово перетворюється на систему курсів, між якими виникають різні зв’язки та переходи. Зміст кожного модуля курсу будується на основі єдиних фундаментальних понять і принципів фізики. Різноманітні шляхи вивчення курсу мають інваріантне ядро основні фізичні принципи. Освітній стандарт реалізується не через тотожність змісту, а через його інваріант, що знімає суперечність, яка існувала в попередній структурі курсу, між необхідністю стандартизації та індивідуалізації. Така система дає змогу одночасно вирішити проблему індивідуалізації навчального предмета і зберегти його єдність.
12. Однією із засад побудови змісту навчального предмета є інформаційно-технологічна основа, яка залежить від доступних суспільству технічних засобів зберігання, передачі та обробки інформації. Навчальний предмет, що базується на паперових носіях, існує в інформаційному середовищі з невеликою швидкістю обміну інформацією та обмеженими зв’язками всередині фізичної спільноти. З появою та розвитком світової комп’ютерної мережі різко збільшилася швидкість руху інформації та структурне багатство зв’язків усередині спільноти. Дослідження процесів, що відбуваються у світовій мережі, дають підстави для висновку про становлення світової глобальної фізичної спільноти, всередині якої здійснюється фізична освіта різних рівнів. Водночас сама структура навчального предмета весь час змінюється залежно від стану світового інформаційного середовища. Виникає принципово нова особливість навчального предмета він стає динамічною, багатовимірною системою, здатною адекватно відображати динамічний характер самої науки. Глобальна комп’ютерна мережа приводить до об’єднання всіх попередніх освітніх систем у єдине фізичне навчальне середовище. Середовище створюється у вигляді модулів, відкритих для доповнення, що також містить базу світових даних і засоби створення та пошуку зв’язків. Навчальне середовище безперервно змінюється завдяки діяльності учасників світової фізичної спільноти. Виявляється тенденція до становлення навчального предмета як глобального навчального середовища, здатного до саморозвитку.
13. Наприкінці ХХ ст. середня школа стала масовою, її функція змінилася. З інструменту підготовки до вищої освіти вона перетворилася на знаряддя розвитку всіх дітей. Шкільний курс з підготовчого до навчання у вищій школі перетворюється на інструмент, що забезпечує індивідуальний шлях дитячого розвитку. Розвиток інтегрованих курсів природознавства, зумовлений зміною функції середньої школи, процесами інтеграції природничих наук та новими формами їх використання у практиці, дозволяє виявити напрямки інтеграції навчального матеріалу. Історично першим напрямком інтеграції курсу фізики було його об'єднання з курсом філософії. Фізика саме виділилася як окремий предмет з курсу філософії. У сучасних умовах спостерігається повернення на новому рівні до цього напрямку інтеграції, але на шляху створення об'єднаних курсів фізики і філософії робляться лише перші кроки.
Розповсюдженим напрямком інтеграції є об’єднання різних наук при вивченні окремих об’єктів і процесів. Так, у межах одного предмета поєднується декілька курсів: а) фізики та астрономії; б) фізики й хімії; в) фізики, хімії та біології.
Наступним напрямком створення інтегрованого курсу є об’єднання навчального матеріалу різних предметів на основі виділення загальних принципів, що становлять методологічну основу сучасного природознавства: а) системно-структурна організація матерії; б) еволюція матерії у Всесвіті; в) збереження і перетворення енергії; г) квантові принципи будови речовини; д) принцип симетрії; е) імовірнісні закономірності.
Одним із сучасних напрямків інтеграції матеріалу є його об'єднання на основі практичних проблем (енергетики, екології, медицини), які вирішуються комплексним використанням методів різних наук.
Створення інтегрованого курсу також здійснюється на шляху об’єднання матеріалу на основі розгляду еволюції науки в суспільстві. При цьому використовується матеріал курсів фізики, історії та соціології.
Проведене дослідження дало можливість сформулювати рекомендації для вітчизняних авторів програм, підручників. Ці рекомендації стосуються змісту та структури курсу фізики, підходів до оцінки знань і вмінь учнів, принципів використання мережі Інтернет, вимог до навчального обладнання.
Перспективу подальшого дослідження вбачаємо в здійсненні порівняльного аналізу історичного розвитку вітчизняного шкільного курсу фізики та курсу фізики зарубіжних країн; вивченні інтеграційних процесів у розвитку курсу фізики у вітчизняній і зарубіжній середній школі; порівнянні тенденцій розвитку вітчизняного та зарубіжного курсів фізики. Вважаємо за доцільне провести аналіз впливу вітчизняного університетського курсу фізики на зміст шкільного курсу в різні історичні періоди.