Новые и экспериментальные методики обучения. Формирование умений учащихся.

В учебных программах по предметам естественно-научного цикла, начиная с 1981 года, дается перечень умений, специфичных для конкретных предметов (например, в курсе физики - осуществлять измерение силы трения и взвешивание тел динамометром, определять плотность вещества и т.д.). Но перечень умений дается без какой-либо системы, поэтому в школьной практике формирования умений происходит еще малоэффективно, что приводит к резкому расхождению между ростом объема информации, подлежащей усвоению, и уровнем сформированности умений учащихся, необходимых для переработки и усвоения знаний.

В обучении физике и другим предметам естественного цикла ведущую роль играют экспериментальные умения. Проведенные исследования, в этой области, привели к выводу, что при ныне применяемой в средней школе методике обучения умение самостоятельно проводить эксперимент, ставить простейшие опыты формируется у учеников крайне медленно. Ученики все еще выполняют опыты по готовым инструкциям, в которых определены составляющие всех операций, последовательность их выполнения, способы математической обработки полученных данных и т.д. Деятельность ученика носит в основном репродуктивный характер. В результате учащиеся, выполнив в процессе обучения несколько сотен опытов по физике, химии, биологии, к моменту окончания средней школы не могут определить характерные черты эксперимента, выделить в нем основные операции и выполнить их самостоятельно. Следовательно, необходимо усовершенствовать методику формирования у учащихся экспериментальных умений, которые являются важной составляющей познавательных умений.

Эксперимент позволяет осуществлять проверку правильности научных выводов и открытий новых закономерностей. Эксперимент это средство проверки пригодности технических проектов и технологических процессов. Широкое применение эксперимента в школьном преподавании способствует формированию учащихся правильного представления об особенностях научного эксперимента и сущность этого метода научного исследования, а также элементарных экспериментальных умений.

Научному эксперименту, как правило, предшествует умозаключение в виде гипотезы о том, что должно быть при определенных действиях. Когда определена суть эксперимента, разрабатывается способ и методика его осуществления. Это первый этап на пути к осуществлению эксперимента.

Из сказанного следует, что обучение учащихся должно включать формирование следующих экспериментальных умений:

1) самостоятельное формулирование цели опыта;

2) формулировку и обоснование гипотезы, лежащей в основе эксперимента;

3) выявление условий, необходимых для постановки опыта;

4) проектирование эксперимента;

5) подбор необходимых приборов и материалов;

6) составление экспериментальной установки и создания необходимых условий для выполнения опыта;

7) осуществление измерений;

8) проведение наблюдений;

9) фиксирование (кодирование) результатов измерений и наблюдений;

10) математическая обработка результатов измерений;

11) анализ результатов и формулирование выводов.

Для того чтобы учащиеся могли качественно овладеть основами физического эксперимента, необходимо спланировать работу учителя и создать систему заданий, выполнение которых предполагало бы формирование экспериментальных умений учащихся. Для этой цели могут служить экспериментальные задания творческого характера (ТЭЗ - творческие экспериментальные задания). ТЭЗ отличаются от типичных задач или лабораторных работ тем, что ни идея, ни ход выполнения, а в большинстве случаев и конечный результат учащемуся не известны и нет четкого алгоритма их выполнения. Однако в работах, посвященных изобретательству и творческой деятельности учащихся, существует тенденция к созданию общего плана действий, который, однако, не гарантирует успешного прохождения учащимися всех его этапов самостоятельно, а соответственно, и выполнение задания без помощи учителя. Все же выполнение подобных задач будет подготовкой к самостоятельному выполнению творческих экспериментальных задач на второй ступени изучения физики и других естественных предметов. Наибольшие трудности вызывает формирование у учащихся умения правильно формулировать цель эксперимента. Между тем естественные науки не могут обойтись без выдвижения гипотез.

Для развития умения выдвигать и обосновывать гипотезу можно применять много методов - метод проб и ошибок, метод каталога, морфологического анализа, метод контрольных вопросов, элементы АРВЗ (алгоритм решения изобретательских задач), "мозговой штурм", синектический метод. Многие ученики, выполняющие исследования по традиционной методике, не осознают всей важности установления и соблюдения условий их протекания, приводящего к искаженным результатам. Это является следствием того, что учителя естественнонаучных дисциплин не обращают должного внимания на формирование у учащихся умения самостоятельно определять условия проведения эксперимента и следовать им. Между тем целенаправленное формирование этого умения учитель физики может начать уже в седьмом классе при проведении первых опытов. При формировании рассматриваемого умения в восьмом классе нужно направить деятельность учащихся на самостоятельное определение условий опыта, показать, что часто эти условия уже "заложены" в целях эксперимента и в теоретическом обосновании гипотезы.

Выполнение следующего структурного элемента эксперимента - его проектирование - обусловлено тем, насколько глубоко ученики осознали цель эксперимента, его гипотезу и условия протекания. Только после выполнения перечисленных структурных элементов эксперимента проводится подбор необходимых приборов и материалов, составление установки, осуществляются запланированные наблюдения и измерения, проводится их запись, математическая обработка результатов и анализ. В конце работы делается вывод о том, достигнута ли цель, подтвердилась ли гипотеза. Таким образом, при выполнении ТЕЗИСОВ осуществляется формирование экспериментальных умений учащихся и их развитие уже на первом этапе изучения физики. Кроме формирующей функции, такие задачи могут выполнять и контролирующую функцию. Также можно будет более объективно оценить учебные достижения учащихся, особенно на высоком уровне. Чтобы можно было гарантировать успешное выполнение ТЭЗ, целесообразно использовать задачи-подсказки, из которых методом аналогий можно обнаружить способ выполнения творческого задания.