Миколаївський національний університет імені В.О.Сухомлинського
Кафедра фізики
100-річчю МНУ імені В.О.Сухомлинського присвячується
Л.С.Недбаєвська, С.С.Сущенко
МЕТОДИКА НАВЧАННЯ ФІЗИКИ.
Загальні питання
Навчальний посібник
Кредитно-трансферна система
Миколаїв, 2013
Рекомендовано до друку Вченою радою Миколаївського національного університету імені В.О.Сухомлинського
(протокол № 6 від 30 січня 2013 року)
Рецензенти:
Ляшенко О.І., професор, доктор педагогічних наук, академік-секретар Відділення загальної освіти АПН України;
Ліскович О.В., завідувач лабораторії методики природничо-математичних дисциплін Миколаївського обласного інституту післядипломної педагогічної освіти.
Н
Н 89
Методика навчання фізики. Загальні питання. – Миколаїв: МНУ, 2013. – 136 с.
У посібнику розглянуті загальні питання методики навчання фізики, які відповідають програмі курсу «Методика навчання фізики» спеціальності 6.040203 Фізика*.
Посібник розрахований на студентів заочної і дистанційної форми навчання.
Л.С.Недбаєвська, С.С.Сущенко
МНУ, 2013
З
Вступ 4
Розділ І. Лекційний матеріал 6
§ 1. Змістовий модуль № 1. Методика викладання фізики як педагогічна наука 6
Тема 1.1. Методика викладання фізики, її предмет і методи дослідження 6
Тема 1.2. Мета та завдання навчання фізики в середніх навчальних закладах 16
Тема 1.3. Зміст і структура курсу фізики середньої загальноосвітньої школи 23
Тема 1.4. Дидактичні та психологічні основи навчання фізики 35
§ 2. Змістовий модуль № 2. Методи навчання фізики 40
Тема 2.1. Методи навчання фізики 40
Тема 2.2. Засоби навчання фізики 50
Тема 2.3. Навчальний фізичний експеримент 55
Тема 2.4. Комп’ютери в навчанні фізики 59
§ 3. Змістовий модуль № 3. Форми організації навчальних занять з фізики 62
Тема 3.1. Форми організації навчальних занять 62
Тема 3.2. Планування роботи вчителя фізики 64
Тема 3.3. Навчання учнів розв’язуванню задач 67
§ 4. Змістовий модуль № 4. Формування в учнів фізичних понять 70
Тема 4.1. Формування в учнів фізичних понять, узагальнених і експериментальних вмінь 70
Тема 4.2. Узагальнення і систематизація знань з фізики. Формування наукового світогляду учнів. Позакласна робота з фізики 73
Тема 4.3. Перевірка досягнення учнями цілей навчання фізики 78
Розділ ІІ. Семінарські заняття 84
§ 1. Семінарське заняття № 1 «Планування роботи вчителя фізики. Урок фізики в сучасній середній школі» 84
§ 2. Семінарське заняття № 2 «Позакласна робота з фізики в школі» 90
Розділ ІІІ. Лабораторні роботи 92
§ 1. Лабораторна робота № 1. Вивчення основного шкільного обладнання. Електровимірювальні прилади 92
§ 2. Лабораторна робота № 2. Вивчення основного шкільного обладнання. Електророзподільний щит, шкільні випрямлячі, трансформатори, лужні акумулятори 106
§ 3. Лабораторна робота № 3. Вивчення основного шкільного обладнання. Електронний осцилограф, генератор звукової частоти, підсилювачі 118
Розділ ІV. Модульні контрольні роботи 136
§ 4.1. Контрольна робота № 1 136
§ 4.2. Контрольна робота № 2 136
Література 138
Вступ
Навчальний курс «Методика навчання фізики» складається з двох частин: перша частина – загальні питання методики навчання фізики і друга частина – питання частинної методики.
Даний посібник присвячений загальним питанням, він знайомить студентів з принципами, на яких базується система фізичної освіти, з цілями навчання фізики, зі змістом і структурою курсу фізики в середній школі, з методами, які використовують вчителі фізики на своїх заняттях, із засобами, до яких вони звертаються, щоб успішно навчати школярів.
Мета навчальної дисципліни: оволодіння студентами сучасними досягненнями методичної науки, передової практики роботи шкіл різних типів, їх підготовка до проведення навчальних занять і позакласної роботи з фізики з учнями.
Завдання навчальної дисципліни: дати студентам систему методичних знань про планування (проектування) навчально-виховної роботи з фізики, технології і методи проведення навчальних занять, проведення наукових досліджень певної методичної проблеми, позакласної роботи з фізики.
У результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен
знати: форми і методи навчання фізики у певному класі школи певного типу, демонстраційний експеримент і вимоги до нього, методику розв’язування задач з фізики;
вміти: при підготовці до певного уроку конкретизувати його цілі і завдання; враховуючи рівень пізнавальних можливостей класу в цілому і окремих учнів, обрати методи і форми проведення занять, розв’язувати задачі і вправи, які заплановані для використання на уроці, готувати і використовувати навчальний експеримент, проводити позакласну роботу з фізики.
Вивчення дисципліни відбувається за кредитно-трансферною системою організації навчального процесу, що сприяє систематичній і динамічній роботі студента над засвоєнням методів і принципів навчання фізики. При цьому використовується модульна технологія навчання та рейтингове оцінювання якості засвоєння навчального матеріалу.
Програма навчальної дисципліни
МОДУЛЬ 1. ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ МЕТОДИКИ ФІЗИКИ
Змістовий модуль 1. Методика викладання фізики як педагогічна наука
Тема 1. Методика викладання фізики, її предмет і методи дослідження.
Тема 2. Мета та завдання навчання фізики в середніх навчальних закладах.
Тема 3. Зміст і структура курсу фізики середньої загальноосвітньої школи.
Тема 4. Дидактичні та психологічні основи навчання фізики.
Змістовий модуль 2. Методи навчання фізики
Тема 1. Методи навчання фізики.
Тема 2. Засоби навчання фізики.
Тема 3. Навчальний фізичний експеримент.
Тема 4. Комп’ютери в навчанні фізики.
Змістовий модуль 3. Форми організації навчальних занять з фізики
Тема 1. Форми організації навчальних занять.
Тема 2. Планування роботи вчителя фізики.
Тема 3. Навчання учнів розв’язуванню задач.
Змістовий модуль 4. Формування в учнів фізичних понять
Тема 1. Формування в учнів фізичних понять, узагальнених і експериментальних вмінь.
Тема 2. Узагальнення і систематизація знань з фізики. Формування наукового світогляду учнів. Позакласна робота з фізики.
Тема 3. Перевірка досягнення учнями цілей навчання фізики.
Розділ і. Лекційний матеріал § 1. Змістовий модуль № 1. Методика викладання фізики як педагогічна наука Тема 1.1. Методика викладання фізики, її предмет і методи дослідження
Фізика як навчальний предмет отримала визнання лише в кінці 18 століття. У 1766 році по уставу кадетських корпусів було введено новий предмет – фізику. В кінці 18 ст. – в перших гімназіях Росії і народних училищах.
Як відомо, під наукою розуміють теоретичну діяльність, що характеризується наявністю специфічного предмета і методів дослідження. Результати кожної науки є специфічними для неї. Їх не можна отримати з інших галузей. Все це є необхідними й достатніми ознаками науки.
“Наука – сфера человеческой деятельности, функция которой – выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности; одна из форм общественного сознания; включает как деятельность по получению нового знания, так и ее результат”1.
Так, предметом фізики є елементарні частинки, різноманітні поля, ядра атомів, атоми і закони їх руху.
З введенням фізики як навчального предмета стала проблема розробки питань методики її навчання.
Питання про те, що таке методика навчання фізики – наука, мистецтво, набір прийомів навчання чи технологія – тривалий час залишалося дискусійним.
Для того, щоб визначитися, необхідно, напевно, відповісти на запитання: що є предметом методики навчання фізики. Виявляється, що він не залишався незмінним.
Відомий російський методист Ф.М.Шведов, автор першого підручника з методики навчання фізики відмічав, що: “методика фізики з’ясовує логічні основи науки, які б стали відправною точкою як для вибору навчального матеріалу, так і для порядку його розташування” – тобто до предмету МФ він відносив наукові основи змісту і структури шкільного курсу фізики.
П.А.Знаменський, автор одного із підручників з методики фізики для студентів, писав, що предметом методики фізики є теорія і практика навчання основам фізики.
Більш ширше предмет МФ трактує відомий методист В.Ф.Юськович, який розуміє під ним структуру і зміст ШКФ і закономірності навчання і виховання учнів у процесі викладання фізики.
Тому в останній час під предметом методики фізики розуміють теорію і практику навчання фізики, виховання і розвиток учнів у процесі навчання фізики.
Методика конкретного предмета – це галузь педагогічної науки, що досліджує:
зміст навчального предмета;
характер навчального процесу, який сприяє засвоєнню учнями необхідного рівня знань, умінь та навичок, розвитку мислення, формуванню світогляду і виховання якостей громадянина своєї країни.
Процес навчання – це сукупність послідовних і взаємопов’язаних дій вчителя і учнів, спрямованих на свідоме і міцне засвоєння учнями основ фізики, набуття практичних навичок, розвиток самостійного творчого мислення, формування світогляду.
Процес навчання обумовлений цілями освіти і може бути представлений у вигляді схеми:
Де ЦН – цілі навчання;
ЗО – зміст освіти;
МН – методи навчання;
ОФ – організаційні форми;
РР – реальний результат.
Методика глибоко пов’язана із відповідною наукою (фізикою), оскільки у навчанні треба відобразити особливості науки, її зміст і методи дослідження, але неможливо вивести основні положення методики фізики з фізики, оскільки фізика – це наука про природу, а методика фізики – наука про навчання фізики і виховання у цьому процесі.
Це якісно різні науки. Методика фізики як галузь педагогічної науки вивчає не процес пізнання природи, а процес навчання фізики.
Методика фізики – це комплексна педагогічна наука, яка досліджує специфіку загальних закономірностей навчання в практиці вивчення фізики.
Як будь-яка галузь педагогічної науки, методика фізики є наукою гуманітарною, прикладною.
Термін “методика” означає сукупність методів навчання чогось, а також науку про методи навчання. В історії розвитку методичної науки існувало декілька термінів: “метода”, “методика навчання”, “методика викладання”, “технологія”, “дидактика фізики” та ін. Треба мати на увазі, що наукові терміни не є вічними, але на разі слід уникати терміна “методика викладання” та “конкретна дидактика”.
Всі конкретні методики ґрунтуються на теорії навчання й теорії виховання і використовують результати досліджень педагогічної психології. Але водночас кожна методика – це самостійна наука за предметом, методами і результатами досліджень.
Оскільки навчання предмету є процесом творчим, то воно базується не лише на сумі знань, які треба передати учням, а й на досвіді вчителя, його інтуїції, особистих якостях. В цьому плані навчання подібне до діяльності лікаря, музиканта чи артиста. В ньому гармонійно поєднуються знання і мистецтво, нормативний елемент і творчість.
Але творчість слід розуміти не як метання в пошуках нових інновацій, прагнення відновити і реалізувати сумнівні педагогічні ідеї минулого, що вже давно віджили своє (вальдорфська педагогіка, ідеї Монтессорі, Говарда, Толстого), творчість буде плідною лише тоді, коли вчитель досконало володіє сучасними технологіями й методами навчання.
В міру розвитку психології, розкриття механізмів мислення, уваги та пам’яті, здійснення глибокої систематизації та узагальнення досвіду навчання вдасться чіткіше сформулювати закономірності процесу навчання. Проте нині методика ще досить далека від розв’язання цього завдання.
Які ж завдання розв’язує методика фізики?
Фактично методика навчання фізики розв’язує три основних завдання і шукає відповіді на три основні запитання:
Відповідь на перше питання передбачає формулювання цілей навчання. Як відомо, школа виконує соціальне замовлення суспільства. Розвиток його призводить до зміни мети навчання. Наприклад, інтеграція України в загальноєвропейський освітній простір більш явно ставить у центр системи освіти пріоритет людської особистості. Тому кардинально необхідно змінити функції навчального процесу, основними серед яких мають стати виховна, розвивальна і функція самовдосконалення, а не освітня – як у традиційній системі.
У прямій залежності від мети освіти знаходиться зміст навчання (чому навчати). Наприклад, якщо ставиться мета формування у учнів наукового світогляду, то у зміст курсу фізики необхідно включати матеріал світоглядного характеру; якщо ставиться мета формування у учнів уявлень про основні напрямки науково-технічного прогресу, то відповідний матеріал повинен увійти в курс фізики.
Крім того, на зміст курсу фізики впливають і рівень розвитку фізики, психолого-педагогічні особливості учнів, рівень розвитку інформативного середовища.
Відповідаючи на питання, як навчати фізиці, вибирають методи, засоби і організаційні форми навчання. Наприклад, якщо ставиться мета формування у учнів дослідницьких експериментальних умінь, то у зміст курсу повинні бути включені відповідні експериментальні роботи, використані дослідницькі методи навчання, засоби навчання (прилади, дидактичні матеріали) і індивідуальна форма організації навчальної діяльності. Методи, засоби і форми навчання у їх взаємозв’язку складають технологію навчання. Поєднання різних методів, засобів і форм навчання для розв’язання педагогічних задач являє собою відповідні педагогічні технології. Так, існують технології формування фізичних понять, експериментальних вмінь, навчання роботі з літературою і т.ін.
Таким чином, мета, зміст, методи, форми і засоби навчання утворюють методичну систему, в якій ведучу роль відіграють цілі навчання, визначаючи стратегію педагогічної діяльності.
2. Зміст методики фізики складають:
загальні питання (теоретичні основи);
питання вивчення окремих тем (частинна методика);
методика і техніка шкільного фізичного експерименту.
До загальних питань методики відносяться цілі і задачі викладання фізики в школі, зміст і структура курсу, методологія і психологічні основи навчання фізики, розвиток мислення і формування світогляду, методи навчання і форми організації занять з фізики.
У частинній методиці розглядають зміст кожної теми курсу фізики, послідовність вивчення матеріалу, шляхи формування понять, методи розкриття змісту законів і теорій, використання фізичного експерименту, способи розвитку умінь і навичок, політехнічне значення матеріалу і т.і.
Щоб дати учням глибокі знання, сформувати у них важливі практичні уміння і навички, необхідна координація у використанні різноманітних видів навчального експерименту. Він слугує джерелом знань, методом навчання та засобом наочності.