WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
А.П.Кузнецов КОНЦЕПЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЛИЦЕЯ А.П.Кузнецов КОНЦЕПЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЛИЦЕЯ Учебное пособие Издательство «Научная книга» Саратов, 2005 УДК 530.77 Кузнецов А.П.

Концепция исследовательского лицея. - Саратов: Изд-во «Научная книга», 2005, 71 с.

ISBN 5-93888-765-8 Пособие содержит описание возможного варианта концепции исследовательского лицея. Представлены учебные программы физического лицея и образцы задач. Пособие содержит много задач, относящихся к «неформальной физике», а также задач исследовательского характера и для работы в сети интернет по направлениям, связанным с наукой и образованием.

Сборник будет полезен преподавателям и учащимся лицеев, гимназий и школ, а также всем, кто интересуется физикой.

Рецензент: профессор Мельников Л.А.

© А.П. Кузнецов, 2005 ISBN 5-93888-765-8 © Рисунки, Д.В.Соколов 2 « И постоянно, то тут, то там вспыхивали и разгорались в их толще огоньки неимоверно далекого и неизбежного будущего...» А. и Б. Стругацкие. «Трудно быть богом» 3 ГЛАВА 1. КОНЦЕПЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ЛИЦЕЯ «Рано или поздно…. приходится разрешать университеты, научные общества, создавать исследовательские центры, обсерватории, лаборатории, создавать кадры людей мысли и знания… Им нужна новая атмосфера - атмосфера всеобщего и всеобъемлющего познания, пронизанная творческим напряжением.» А. и Б. Стругацкие. «Трудно быть богом» 1. ОТ «НЕЗНАНИЯ» К ЗНАНИЮ Получение новых знаний – процесс творческий и поэтому интересный.

В школе, однако, возникает некоторая «коллизия» около такого утверждения. Действительно, получаемые знания являются новыми только для самих школьников. Поэтому обучение в школе – это, вообще говоря, процесс усвоения уже давно методически «проработанных» понятий, законов и подходов. Результатом часто бывает ситуация, образно выраженная, как говорят, словами академика Флерова: «Современный студент напоминает фаршированную щуку – набит до отказа, а плавать не может». Очень часто эти слова можно отнести и к школьнику.

В то же время очень хочется воспитать юного исследователя, способного творчески мыслить и самостоятельно получать новые результаты. В первую очередь это относится к тем молодым людям, которые выберут науку своей профессией. Но это важно и для других, которые живут в динамичном, развивающемся мире.

Путь в науку в рамках традиционного образования выглядит следующим образом. Сначала молодой человек получает набор знаний в школе. Если он имеет наклонности к физике или математике, то это может быть физико-математическая школа или лицей. Наиболее талантливые проходят через систему олимпиад различного уровня. Затем идет во многом аналогичное получение знаний в вузе. Фактически самостоятельная работа предполагается с дипломного проекта и продолжается в аспирантуре. Такое «запаздывание» по вовлечению в исследовательскую работу само по себе огорчительно.

Более того, в современную эпоху такая схема для большинства молодых людей не приемлема. К моменту, когда традиционное образование подготавливает их к исследовательской работе, они уже нуждаются в серьезной финансовой поддержке, и поэтому очень часто оставляет науку.

Таким образом, необходимо не только вовлечь молодых людей в науку как можно раньше, но и адаптировать их ко всем атрибутам современной науки: работе по грантам, зарубежным стажировкам и т.д., чтобы обеспечить определенный финансовый «запас прочности» и систему внутренней мотивации. Поэтому, чем раньше начать соответствующий процесс формирования личности исследователя, тем лучше.

С другой стороны опыт убедительно показал, что, несмотря на успехи системы физико-математических олимпиад по поиску талантливой молодежи, эта система страдает и серьезными недостатками. Олимпиады учат скоротечной работе, когда за четыре часа нужно решить пять задач. В реальной же жизни одна задача может решаться годами. Поэтому к исследовательской работе очень часто оказываются склонными совсем другие школьники, нежели те, которых выделяет система олимпиад. Такие школьники зачастую не получают моральной поддержки в традиционной школе, система получения знаний в которой мало учитывает необходимость самостоятельного индивидуального длительного труда над одной проблемой.

Таким образом, возникает необходимость, чтобы творческое обучение представляло собой некоторую систему, а не набор отдельных фрагментов. Это требует именно создания системы и ее тонкой «настройки». Ключевым здесь является формирование определенной атмосферы духовного подъема и творческого заряда. В связи с этим вспоминается одно из высказываний нашего выдающегося ученого, лауреата Нобелевской премии Петра Леонидовича Капицы: «Наука должна быть веселая, увлекательная и простая. Таковыми должны быть и ученые».

Здесь можно услышать возражение такого сорта – а нужно ли нам столько ученых В ответе на этот вопрос видится два аспекта. Во-первых, речь идет о будущем, а лет через 20 ученые наверняка будут востребованы, слишком много «вызовов» стоит сейчас перед человечеством (энергетическая проблема, экология, глобальные изменения климата и т.д.). Но мне хотелось бы здесь обратить внимание и на другой аспект «исследовательской» схемы образования.

Когда говорят о науке, обычно выделяют фундаментальную науку (обнаружение новых закономерностей в природе) и прикладную (приложение и использование достижений науки). В современную эпоху можно выделить третий аспект науки – ее потенциал по формированию активного современного члена общества. Таким образом, наука выступает как образовательная концепция. Действительно, занятие наукой, если оно проходит в современной научной группе, дает не просто знания, а огромное количество навыков.



Перечислим некоторые из них. Это и • умение изложить на бумаге свои результаты, • владение компьютером, умение сформулировать задачу так, чтобы она была формализована для компьютерного решения, • умение написать тезисы доклада, подготовить и сделать сообщение, с использованием современных презентационные возможности, • навыки общения с коллегами по электронной почте, умение четко сформулировать свои вопросы или предложения с учетом требований этики, • работа в Интернете по своей тематике, • создание и поддержка веб-страниц в сети интернет, • умение написать заявку на поддержку (грант) своих исследований, и подготовить отчет по вымоленной работе, • умение запросить финансовую поддержку для своего участия в научной конференции, • умение работать в коллективе, • «рабочее» владение английским языком, как интернациональным языком общения ученых, • навыки и этика общение с иностранными коллегами.

Эти навыки, которым обычно не обучают в школе (а отчасти и в вузе). Но они могут оказаться в жизни гораздо более полезными, нежели конкретные знания в той области, в которой получено образование.

Замечу еще, что мне нравиться интенсивные системы образования.

Может быть с последним не все согласятся, но такова традиция российского образования, идущая от физико-математических школ, и от которой пока нет оснований отказываться. Вашему вниманию предлагается некоторый вариант такой системы физического образования, отчасти условно, а отчасти нет, названный «исследовательский лицей».

Она впитала в себя некоторые черты физико-математической школы образца 70-ых годов (конкретнее 13-ой школы г. Саратова), опыт возникшего в 1992 г. лицея прикладных наук г. Саратова, в котором мне довелось преподавать и участвовать в создании системы образования, опыт школьной научной лаборатории базовой кафедры динамических систем Саратовского госуниверситета и Саратовского отделения Института радиотехники и электроники Российской академии наук.

Конечно, было очень интересно познакомиться и с опытом других лицеев.

2. ИНТЕНСИВНЫЕ ФОРМЫ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА ПО ПРОФИЛИРУЮЩЕЙ ДИСЦИПЛИНЕ ЛИЦЕЯ Ни один лицей не мыслим без более серьезного, чем в обычной школе, изучения профилирующей дисциплины. Нашими физико-математическим школами, современными лицеями накоплен большой опыт в этой области и имеются достаточно проработанные концепции курсов физики, математики, химии и «технологий» интенсивного учебного процесса.

Предлагаю Вашему вниманию некоторые подходы и приемы, которые можно с успехом использовать и которые были апробированы в лицее прикладных наук.

Углубленное изучение физики. Хорошо, если лицей имеет свою, «авторскую» программу по физике. Это делает работу учителя гораздо более творческой и глубокой. В третьей части настоящей книжки представлен пример такой программы, разработанной в свое время для лицея прикладных наук г. Саратова. Программа нацелена на изложение фундаментальных проблем физики. Это предопределило отбор материала.

В программу внесен ряд вопросов, которые в силу традиции и в силу недостаточной математической подготовки не изучаются в средней школе.

Это прежде всего понятие энтропии, система уравнений электромагнитного поля, уравнение Шредингера и др. С другой стороны, исключено значительное количество технического и прикладного материала, который может быть легко освоен учащимися самостоятельно или в рамках спецкурсов.

Программа учитывает и многолетний опыт физико-математических школ. В частности, включены вопросы, которые обычно изучаются в физико-математических школах и поэтому хорошо методически проработаны. В тоже время мы очень старались избежать бытующего иногда стиля - переносить куски (кстати, и методы преподавания) высшей школы непосредственно в лицей. Важной является глубина, достигнутая на уровне, достаточном для ее восприятия, а не объем материала.

Особенностью программы явилось то, что было принято решение излагать сразу курс механики в 8-ом классе, чтобы иметь полный и самосогласованный четырехлетний курс физики. Это оказалось очень не простой задачей, особенно с точки зрения математической подготовки.

Кроме того, учащиеся приходили в лицей с разным "стартовым" уровнем, и отнюдь не все с пониманием сути физики, как науки. Поэтому после первого года работы лицея мы ввели раздел "Основные понятия физики" в первую четверть 8-го класса. Здесь на элементарном уровне происходило знакомство, как с некоторыми идеями физики, так и с некоторыми аспектами использования математики. (Почему это нужно, поясню на простом примере - идея о том, что можно решать задачу по физике в "буквах", т.е. в алгебраической форме, а лишь затем в числах, оказывается для многих школьников, пришедших в 8-ой класс не столь уж тривиальной.) Важную роль, как и всегда в курсе физики, играли задачи. При этом непосредственно в программу внесены некоторые задачи, которые можно рассматривать как своего рода "эталонные". Умение решать эти задачи должно быть обязательным как для сильного, так и для слабого школьника. Надо сказать, что мы предпочитали "сущностные" задачи.

Часто традиционные «олимпиадные» задачи решались на уроках.

Практически отсутствовали задачи, в которых надо было просто подставлять величины. Нам кажется, что надо овладеть сутью явления и всеми его тонкостями, а тогда без проблем решатся и "простые" задачи. Не все коллеги разделяли такой подход, были споры, но нам удалось выдержать этот стиль.





Текст программы по физике и «пакеты» задач для 8-го класса приведены в третьей главе этой книжки. Их можно также найти в Интернете по адресу «http://www.sgtnd.narod.ru/education/rus/prog/lyceum.htm.

Микрозачет. В лицее прикладных наук действовала система заданий, когда давался обязательный набор задач на всю четверть. Примерно два раза в четверть проходил "микрозачет", на котором учащиеся должны были представить все решенные и оформленные задачи. При этом проводилось собеседования по решениям, для чего приглашалась целая "команда" преподавателей университета и сотрудников СО ИРЭ РАН. Это, во-первых, обеспечивает цельное усвоение раздела программы, а не маленьких «кусочков» от урока к уроку. Во-вторых, в ходе индивидуальных бесед быстро выясняются те или иные моменты, связанные с непонимание каких-то вопросов. (Характерно, что сам ученик часто и не подозревает о своих проблемах.) Хорошо, когда в таких «десантах» участвуют студенты и аспиранты, выпускники данного учебного заведения. Вполне можно привлекать и самих учеников. ( В школе, в которой я учился, такой ученик получал статус «консультанта».) Это еще хорошо и тем, что школьники, студенты и аспиранты получают навык преподавания, который будет им потом очень полезен.

Миниолимпиада. Четверть можно заканчивать письменной работой, но несколько более серьезной, чем обычная контрольная работа. Обычно при ее проведении снимались другие уроки, так что, фактически, это была мнини-олимпиада, которая проводилась, однако, раз в четверть и для всех учащихся. Задачи для такой письменной работы подбирались соответствующие. Оценивались работы тоже по олимпиадной системе - свои баллы за каждую задачу. На практике такая система, в сочетании с включением в задания наиболее глубоких и характерных «олимпиадных» задач, избавляла от необходимости иметь специальные кружки по решению олимпиадных задач.

Два преподавателя – одна дисциплина. Каждый, кто «переживал» смену учителя знает, что подчас при этом вдруг не все становится понятным, возникает «путаница»: кто хорошо успевает, а кто нет и т.д. А потом все «становится» на свои места. Происходит своего рода адаптация к личности учителя. Но ведь нужно учить физику – науку, а не «фотографировать» определенный набор знаний, определяемый данным преподавателем. Как быть с этой проблемой В лицее мы находили выход в том, что физику вели два преподавателя, которые распределяли между собой обязанности. Это хорошо еще и тем, что преподаватели в этом случае обсуждают между собой и методику, и учеников. А обсуждение приближает к истине. Поэтому микроколлектив из двух учителей, работающих по одному предмету – это уже хорошо. В этом плане не очень удачно, когда один и тот же учитель ведет еще и спецкурсы. Оптимально, когда спецкурсы ведут преподаватели вуза или ученые РАН. Однако, если такой вариант не доступен, то можно выйти из положения, отдавая спецкурсы для «своих» учеников другому физику и наоборот.

Координация учебных программ. Стоит потратить (пусть и значительные) усилия на стыковку и "взаимную помощь" различных курсов. В первую очередь это касается курсов физики и математики (включая математический анализ, или его элементы). Это может потребовать весьма значительных усилий, многочисленных обсуждений и дискуссий, но, в конечном итоге, себя оправдает. К сожалению, традиционная методология построена так, что предполагается, что после знакомства с соответствующим разделом математики учащийся автоматически способен использовать математические навыки, как аппарат для решения задач. Как показывает жизнь, это не так. Само собой ничего не происходит. Поэтому нужны специальные усилия, специальная методическая проработка использования математики. Это сделать не просто, и иногда наталкивается на возражения, состоящие в том, что "физики "не правильно излагают математику". (Достаточно вспомнить дискуссию о книгах по математике Я.Б. Зельдовича.) В физикоматематических школах возникает иногда противостояние между математиками и физиками, доходящее до "борьбы" за учащихся. (Этому немало способствовал осуществленный в свое время переход к одновременному проведению олимпиад по физике и математике.) Можно, конечно, поделить "сферы влияния", создав математические и физические классы. Но если ставить цели формирования более глубокой картины мира, междисциплинарных взглядов, то очень важно, чтобы было взаимопонимание физиков и математиков.

3. СИСТЕМА СПЕЦИАЛЬНЫХ КУРСОВ Неформальная физика. В школьные и студенческие годы у будущих физиков часто возникает убеждение, которое, в определенной мере формируется системой действующего образования, что для того, чтобы стать хорошим ученым, достаточно читать учебники и решать задачи.

Конечно, упорным трудом школьник и или студент добьетесь многого, особенно если он настойчив. Однако, со временем понимаешь, что изучения учебников явно не хватает, чтобы ощутить себя по-настоящему профессионалом. Один из аспектов этой проблемы состоит в следующем.

Одно из самых удивительных свойств физики (наверное, не только физики) состоит в том, что значительная ее часть является своего рода фольклором, собранием знаний и навыков, которые передаются учеными из поколения в поколение. В учебниках, в которых излагается (пусть даже и очень хорошо) формализм физики, эти навыки либо опускаются, либо даются «по ходу дела». Для популяризации «фольклорной части» физики очень много сделал замечательный российский физик-теоретик А. Мигдал.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.