44.06.01 РПУД-методические аспекты обучения физике Теория

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
Методические аспекты обучения физике
Направление подготовки / профиль - 44.06.01, образование и педагогические науки,
Теория и методика обучения и воспитания (физика)
Образовательная программа «Теория и методика обучения и воспитания (физика)»
Форма подготовки (заочная)
ШЕН ДВФУ
Кафедра общей физики
курс __2_____
лекции __4_ час. /___0,1_ з.е.
практические занятия ___4___час. /__0,1__ з.е.
лабораторные работы __0_____час. /____ з.е.
всего часов аудиторной нагрузки___8_____ (час.) /___0.2_ з.е.
самостоятельная работа ____100_____ (час.) /__2.8__ з.е.
контрольные работы (количество)
курсовая работа / курсовой проект ___0______ курс
зачет _____-______ курс
экзамен ___2_______ курс
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального
государственного образовательного стандарта высшего образования (уровень подготовки
кадров высшей квалификации), утвержденного приказом министерства образования и
науки РФ от _30.07.2014_______ № _902_
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры общей физики, протокол № 5 от
«25» декабря 2014 г.
Заведующий (ая) кафедрой : В.В. Короченцев
Составитель (ли):д-р пед. наук, профессор, профессор каф. общей физики Т.Н. Гнитецкая
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20__ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __ к.ф.-м.н., доцент В.В. Короченцев
(подпись)
(И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20__ г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ к.ф.-м.н., доцент В.В. Короченцев
(подпись)
(И.О. Фамилия)
АННОТАЦИЯ
Дисциплина «Методические аспекты обучения физике» предназначена
для аспирантов, обучающихся по образовательной программе «Теория и
методика обучения и воспитания (физика)» и входит в вариативную часть
учебного плана.
При
разработке
рабочей
программы
учебной
дисциплины
использованы Федеральный государственный образовательный стандарт
высшего образования (уровень подготовки кадров высшей квалификации) по
направлению подготовки 44.06.01 - Образование и педагогические науки,
учебный план подготовки аспирантов по профилю Теория и методика
обучения и воспитания (физика).
Цель Основная цель изучения дисциплины – подготовка к сдаче
кандидатского минимума по теории и методике обучения и воспитания
(физика).
Задачи:
1.
Способствовать освоению аспирантами основных разделов курса
«Теория и методика обучения и воспитания (физика)», необходимых для
дальнейшей успешной научной деятельности.
2.
Обеспечить
формирование
компетенций,
соответствующих
профилю «Теория и методика обучения и воспитания (физика)»
3.
На основе современных представлений о психологическом
содержании методов обучения физике и об их количественных моделях,
сформировать
собственный
исследовательский
подход
(специфика
программы).
Интерактивные формы обучения составляют ____6_____ часов и
включают в себя лекции в электронной форме, электронное портфолио
студента, демонстрации физических явлений и абстракций средствами
анимаций.
Компетенции выпускника, формируемые в результате изучения
дисциплины.
Универсальные компетенции:
УК-1 - способность к критическому анализу и оценке современных
научных достижений, генерированию новых идей при решении
исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных
областях;
УК-2: Способность проектировать и осуществлять комплексные
исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного
системного научного мировоззрения с использованием знаний в области
истории и философии науки
УК-4: Готовность использовать современные методы и технологии
научной коммуникации на государственном и иностранном языках
УК-5 - готовность использовать современные методы и технологии
научной коммуникации на родном и иностранном языке;
УК-6 - способность к принятию самостоятельных мотивированных
решений в нестандартных ситуациях и готовность нести ответственность за
их последствия.
Общепрофессиональные компетенции:
ОПК-1 - владение методологией и методами
исследования ;
педагогического
ОПК-2 - владение культурой научного исследования в области
педагогических наук, в том числе с использованием новейших
информационно-коммуникационных технологий ;
ОПК-6 - способность обоснованно выбирать и эффективно
использовать образовательные технологии, методы и средства обучения с
целью обеспечения планируемого уровня личностного и профессионального
развития обучающегося;
ОПК-7 - способность разрабатывать комплексное методическое
обеспечение преподаваемых учебных дисциплин (модулей) .
Профессиональные компетенции:
ПК-1. Способность проводить количественный анализ содержания
курса физики для установления степеней его целостности и связности с
другими дисциплинами.
ПК-2. Способность проводить сравнительный анализ технологий
обучения физике и экспериментальное исследование процесса обучения
физике
ПК-3. Способность сочетать психологические и педагогические методы
в решении учебных задач в процессе подготовки по физике
ПК-4
Способность
осуществлять
методологический
анализ
фундаментальных физических законов и понятий, на основе которого
синтезировать целостные представления об окружающем мире в виде
физической картины мира, как основной части научной картины мира.
Требования к уровню усвоения содержания дисциплины.
Аспиранты должны приобрести следующие знания и умения:
- Знать:
1. методы критического анализа и оценки современных научных
достижений, а также методы генерирования новых идей при решении
исследовательских и практических задач, в том числе в
междисциплинарных областях;
2. методы научно-исследовательской деятельности
3. Основные концепции современной философии науки, основные стадии
эволюции науки, функции и основания научной картины мира
4. методы и технологии научной коммуникации на государственном и
иностранном языках
5. стилистические особенности представления результатов научной
деятельности в устной и письменной форме на государственном и
иностранном языках
6. социальные стратегии, учитывающие общепринятые этические
нормативы, их особенности и способы реализации при решении
профессиональных задач
7. особенности представления результатов научной деятельности в
устной и письменной форме
8. основные концепции современной философии науки, основные
стадии эволюции науки, функции и основания научной картины
мира
9. методологию педагогического исследования
10.процесса обучения физике и содержания курса физики
11. методы исследования процесса обучения физике и содержания курса
физики
12.качественные и количественные методы исследований содержания
физики.
13.информационные технологии, применяемые в процессе обучения физике.
14.методы и средства обучения и воспитания физике способствующие
эффективному развитию учащихся.
15.способы мотивации учащихся к обучению физике, к организации
самостоятельной деятельности, для всестороннего развития личности.
16.возможности и границы применимости метода экспертной оценки, для
анализа результатов процесса обучения физике.
17.методы проектирования содержания физики, способствующие активному
обучению физике в образовательных учреждениях.
Уметь:
1. методы критического анализа и оценки современных научных
достижений, а также методы генерирования новых идей при решении
исследовательских и практических задач, в том числе в
междисциплинарных областях
2. анализировать альтернативные варианты решения исследовательских и
практических задач и оценивать потенциальные выигрыши/проигрыши
реализации этих вариантов
3. при решении исследовательских и практических задач генерировать
новые идеи, поддающиеся операционализации исходя из наличных
ресурсов и ограничений
4. использовать положения и категории философии науки для анализа и
оценивания различных фактов и явлений
5. следовать основным нормам, принятым в научном общении на
государственном и иностранном языках
6. налаживать профессиональные контакты на основе этических норм и
ценностей с целью достижения взаимопонимания на основе
толерантности
7. осуществлять личностный выбор в различных профессиональных и
морально-ценностных ситуациях, оценивать последствия принятого
решения и нести за него ответственность перед собой и обществом
8. анализировать альтернативные пути решения исследовательских и
практических задач и оценивать риски их реализации
9. Уметь использовать положения и категории философии науки для
анализа и оценивания различных фактов и явлений (У 2)
10.осуществлять методологический анализ содержания физики на основе
внутрипредметных связей.
11.осуществлять методологический анализ содержания физики на основе
межпредметных связей.
12.применять информационные и коммуникационные технологии для
анализа результатов процесса обучения физике.
13.применять информационные технологии для научных исследований
процесса обучения физике.
14.обоснованно выбирать образовательные технологии, методы и средства
обучения и воспитания физике для личностного и профессионального
развития обучающегося.
15.применять эффективные образовательные технологии при обучении
физике, для личностного и профессионального роста учащихся.
16.применять метод экспертных оценок для анализа результатов обучения
физики
17.проектировать и организовывать образовательную деятельность по
физике в образовательных учреждениях
18.осуществлять расчеты количественных характеристик внутрипредметных
и межпредметных связей для устанавления иерархии физических законов,
понятий, теорий.
19.Оптимизировать содержание курса физики посредством количественной
оценки степени целостности курса физики и уровня его связности с
курсами других дисциплин, например, химии
20.прооводить сравнительный анализ технологий обучения физике на
основе принципов организации процесса обучения физике
21.Осуществлять экспериментальное исследование процесса обучения
физике
22.организовать учебный процесс в соответствии с факторами
эффективности учебного процесса
23.формулировать и решать учебные задачи с учетом психологических
закономерностей процесса обучения физике.
24.осуществлять методологический анализ физических законов, понятий и
теорий
25.синтезировать целостные представления об окружающем мире в виде
физической картины мира, как основной части научной картины мира.
Владеть:
1.Навыками анализа методологических проблем, возникающих при решении
исследовательских
и
практических
задач,
в
том
числе
в
междисциплинарных областях
2.навыками критического анализа и оценки современных научных достижений
и результатов деятельности по решению исследовательских и практических
задач, в том числе в междисциплинарных областях
3.технологиями планирования в профессиональной деятельности в сфере
научных исследований
4.навыками анализа научных текстов на государственном и иностранном
языках
5.навыками критической оценки эффективности различных методов и
технологий научной коммуникации на государственном и иностранном
языках
6.способами выявления и оценки этических, профессионально значимых
качеств и путями достижения более высокого уровня их развития
7.следовать основным нормам, принятым в научном общении, с учетом
международного опыта
8.осуществлять личностный выбор в различных профессиональных и
морально-ценностных ситуациях, оценивать последствия принятого
решения и нести за него ответственность перед собой и обществом.
9.категориально-понятийным аппаратом методологии исследования процесса
обучения и содержания физики
10.навыками применения методов для исследования процесса обучения и
содержания физики
11.культурой научного исследования в вопросах обучения физике.
12.навыками оптимального использования программно-технологических
разработок при организации учебного процесса по физике.
13.навыками организации целенаправленной самостоятельной деятельности
учащихся при обучении физике
14.навыками использования современных образовательных технологий в
процессе обучения физике.
15.навыками проектирования образовательных программ по физике
16.навыками использования метода экспертной оценки для анализа учебного
процесса по физике в учебных заведениях
17.навыками создания счетных программ в Excel для выполнения
количественной оценки содержания курса
18.навыками количественного анализа курсов физики на основе оценки
энтропии их содержания.
19.навыками проведения контрольных испытаний по физике
20.навыками статистической обработки данных педагогического эксперимента
(непараметрические методы).
21.навыками сопоставления этапов изучения отдельных тем по физике в
соответствии с психологическими этапами формирования умственных
действий
22.навыками сочетать педагогические и психологические подходы к процессу
обучения физике.
23.Навыками отбора и систематизации элементов содержания курса физики на
основе методологических принципов.
24.навыками методологического анализа содержания курсов физики на основе
категориально-понятийного аппарата концепции эволюции физической
картины мира.
I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
КУРСА
(4 часа, в том числе в интерактивной форме 4 часа)
МОДУЛЬ 1. Теория обучения (_0,5_час.)
Тема 1. Дидактические теории
Теория развития личности в различных образовательных системах;
теория целеполагания и таксономии целей образования; теория
развивающего обучения; теория учебной деятельности и ее субъекта;
теория содержательного обобщения; теория поэтапного формирования
умственных действий; теория единства слова и наглядности в обучении;
теория объяснительно-иллюстративного, проблемного, программированного
и компьютерного обучения. Основные психолого-педагогические проблемы и
трудности традиционного обучения.
Тема 2. Принципы организации учебного процесса
Принцип целостности, принцип единства теоретических и
экспериментальных навыков и умений решать физические задачи, принцип
индивидуализации обучения, принцип взаимообратной связи в процессе
обучения, принцип информатизации процесса обучения - их содержание и
критерии выполнимости. . (Интер. ф. - лекции представляются в программе
POWER POINT)
Тема 3. Педагогическая система
Педагогическая система, как модель взаимодействия процесса обучения
(образовательной технологии) и содержания образования. Традиционная
модель педагогической системы В.П. Беспалько. Современная модель
педагогической системы. Отличия между ними. Модель процесса обучения
В.В. Краевского и В.И. Бабанского. Шаг или единица процесса обучения по
В.И. Бабанскому. Оператор учебного процесса. Связь между компетенциями
ФГОС ВПО и функциями образования. Структура, цели и результаты
процесса обучения. Понятие и определение педагогической технологии. Виды
дидактических задач. Модуль как единица учебного процесса. Модульная
технология. Технология педагогического регулирования и коррекции
образовательного процесса. Технология контроля образовательного
процесса. Информационные образовательные технологии, мобильные
технологии. Развитие дистанционного обучения как основа формирования
открытого образования.
Модуль 2. Содержание базового предмета (физика) (__0,5 час.)
Тема 1. Основополагающие вопросы и понятия )
Материя и движение. Виды материи - вещество и поле.
Пространство и время. Дидактика процесса познания. Эволюция физической
картины мира.
Тема 2. Механика)
Законы динамики. Инерциальные и неинерциальные системы отсчета.
Силы инерции. Движение материальной точки в поле центральной силы.
Гравитационное поле. Законы сохранения в механике. Механические
колебания и волны. Основные положения специальной и общей теории
относительности.
Тема 3. Термодинамика)
Первое начало термодинамики. Второе начало термодинамики и его
статистическое истолкование. Термодинамические функции. Третье начало
термодинамики. Применение принципов термодинамики к исследованию
физических явлений.
Тема 4. Молекулярная физика)
Кинетическая теория газов. Явления переноса. Элементы
статистической физики /распределение Максвелла-Больцмана, ФермиДирака, Бозе-Эйнштейна. Кристаллы и основы теории твердых тел.
Динамические и статистические закономерности.
Тема 5. Электродинамика)
Теория электромагнитного поля Максвелла. Электрические колебания.
Электромагнитные волны. Диэлектрики. Учение о магнитных свойствах
вещества. Физические основы электро- и радиотехники. Физические основы
электрической проводимости металлов. Электрический ток в вакууме.
Электрический ток в полупроводниках. Электрический ток в растворах и
расплавах электролитов. Электрический ток в газах. Плазма.
Тема 6. Оптика )
Электромагнитная теория света. Волновая оптика. Квантовая природа
излучения. Взаимодействие света с веществом. Основные вопросы
нелинейной оптики.
Тема 7. Атомная и ядерная физика )
Строение атома. Основные положения квантовой механики. Элементы
квантовой электроники. Экспериментальные методы атомной и ядерной
физики. Превращение ядер. Ядерные силы. Деление и синтез ядра.
Элементарные частицы. Космические лучи. Вопросы атомной энергетики.
Радиоактивные изотопы и их применение.
Модуль 3. Количественные методы анализа содержания курса
физики) (__0,5 час.)
Тема 1. Применение графовой модели внутрипредметных и
межпредметных связей для анализа содержания курса физики
Содержание и структура курса физики в высших учебных заведениях,
(физические факультеты университетов, технические университеты).
Основные виды учебных занятий по физике. Формы и методы обучения
физике в вузе.
Основы количественной теории внутри- и межпредметных связей.
Понятия длины, силы связи, связности, целостности и забываемости.
Анализ содержания курса общей физики на основе теории
внутрипредметных связей. Выделение понятий, законов, теорий, моделей,
оценка количественных характеристик внутрипредметных связей - длины и
силы связи и установление на их основе степени значимости
рассматриваемых элементов знания. Оценка целостности и оптимизация
курса на основе внутрипредметных связей.
Анализ содержания курса общей физики на основе теории
межпредметных связей. Расчет связности с курсами математики и химии и
оптимизация курса на основе межпредметных связей.
Тема 2. Применение информационной модели внутрипредметных и
межпредметных связей для анализа содержания курса физики)
Определение понятия информации. Две трактовки понятия
информации. Понятие энтропии и объема информации. Общие положения
классической теории информации. Десятая теорема Шеннона. Степень
абстрагирования. Ранг связности k, коэффициент относительной энтропии
Е. Максимальная энтропия конечных элементов J k графа. Относительная
энтропия конечных элементов графа. Вероятность семантической единицы,
ступени абстрагирования. Расчет объема информации, заключенной в
смысловой структуре. Объем информации. Время восприятия и
переработки информации.
Канал связи. Пропускная способность канала связи. Определение.
Формулировка. Общие положения информационного представления учебного
материала по физике. Информационная модель внутри- и межпредметных
связей. Количественные характеристики информационной модели внутри- и
межпредметных связей.
Модуль 4. Методы обучения физике
Понятие метода и методического приема. Классификация методов
обучения. Связь методов обучения физике и методов естественнонаучного
познания.
Тема 1. Методы обучения физике в школе )
Применение метода смысловых структур в организации проблемного
обучении физике, при решении задач по физике, при проведении
лабораторных работ.
Методы стимулирования и мотивации учебно-познавательной
деятельности. Метод командного соревнования. Методика ситуационной
матрицы для выделения соревнующихся команд. Методика формирования
навыков отличника.
Методика компьютерного проектирования учебного материала.
Методические требования к формированию слайдов в программе POWER
POINT, к простым рисункам, графикам и анимациям, используемым в
слайдах.
Методы контроля и самоконтроля эффективности учебнопознавательной деятельности Составление проверочных заданий на основе
поэлементного анализа учебного материала.
Тема 2. Методы обучения физике в вузе)
Методика чтения лекций с помощью программы POWER POINT.
Дидактические требования к формированию электронного содержания
лекций. Методика анализа задач по физике с помощью метода смысловых
структур. Дидактические требования к смысловым структурам.
Методы стимулирования и мотивации учебно-познавательной
деятельности - методика проведения семинаров в виде командного
соревнования, методика проведения самоуправляемых практических
занятий. Методика проведения проблемного физпрактикума. Методика
организации проверки и оценки знаний и умений учащихся по физике.
Информационные технологии в учебном процессе вуза. ИТ-образование;
Информатизация в сфере естественнонаучных дисциплин. Применение
электронных ресурсов для обеспечения взаимодействия участников учебного
процесса в вузе.
Тема 3. Психологические основы выбора технологии обучения
физике
Теория поэтапного формирования умственных действий. Дополнения к
ТПФУД Н., Талызиной. Факторы эффективности учебного процесса. Теория
социального научения А. Бандура.
II.
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
КУРСА
Практические занятия (_4_час.), в том числе в интерактивной
форме 2 часа.
Занятие 1. Оператор учебного процесса (_0,5_час.)
1. Практические упражнения по заданию оператора учебного процесса
на уроке физики в школе.
2. Практические упражнения по определению входящих в оператор
функций на практических занятиях по физике в вузах
3. Практические упражнения по определению входящих в оператор
функций на физпрактикуме в вузах.
Занятие 2. Применение графовой модели внутрипредметных и
межпредметных связей для анализа содержания курса физики (_0,5_час.)
1. Построение внутрипредметного пространства по группе законов в
школьном курсе физики 10-го-11-го классов, установление иерархии с
помощью расчета количественных характеристик графовой модели ВПС.
2. Расчет целостности курса физики и его оптимизация.
3. Построение межпредметного пространства по группе математических
понятий в школьном курсе физики 10-го-11-го классов, установление их
иерархии посредством расчета количественных характеристик графовой
модели МПС.
4. Расчет связности курсов и оценка забываемости материала курса.
Занятие 3. Применение информационной модели внутрипредметных
и межпредметных связей для анализа содержания курса физики
(_0,5_час.)
1. Построение смысловой структуры темы (параграфа) школьного
курса физики 10-го-11-го классов. установление иерархии с помощью
расчета.
2. Построение графа смысловой структуры. Расчет информационных
характеристик информационной модели ВПС.
3. Оценка пропускной способности канала связи в виде минимального
времени восприятия материала, заключенного в смысловую структуру.
Занятие 4. Метод смысловых структур в обучении физике
(_0,5_час.)
1. Разработка смысловой структуры условия школьной физической
задачи
2. Разработка смысловой структуры решения школьной физической
задачи
3. Разработка смысловой структуры решения задачи с установлением
учебной проблемы в одном из семантических состояний понятий,
используемых в решении задачи.
III.
КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Фонд оценочных средств прилагается.
IV.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
(печатные и электронные издания)
1. Бордовская, Н.В. Современные образовательные технологии : учебное
пособие / Н.В. Бордовская. – М.: КноРус, 2010. – 136 с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:280889&theme=FEFU
2. Креативная педагогика. Методология, теория, практика. М. : Бином.
Лаборатория знаний, 2012. – 162 с.
http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=4429
3. Афремов Л. Л. Теория внутри- и межпредметных связей: Монография /
Л.Л. Афремов, Т.Н. Гнитецкая. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та.
2005. – 176 с. http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:8226&theme=FEFU
4. Гнитецкая Т. Н. Межпредметные связи физики и химии (графовая
модель) [Электронный ресурс] : учебное пособие / Т.Н. Гнитецкая, Е.Б.
Иванова
;
Дальневосточный
федеральный
университет,
Школа
естественных наук. – Электрон. дан. – Владивосток: Дальневост. федерал.
ун-т, 2013. – Режим доступа: http://www.dvfu.ru/web/ns/ucebnye-materialy –
Загл. с экрана.
5. Никольская,
И.А.
Информационные
технологии
в
специальном
образовании: учебник для высшего профессионального образования /
И.А. Никольская. – М. : Академия, 2011. – 144 с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:668796&theme=FEFU
6. Громкова, М. Т. Педагогика высшей школы [Электронный ресурс]: учеб.
пособие для студентов педагогических вузов / М. Т. Громкова. - М.:
ЮНИТИ-ДАНА,
2012.
-
447
с.
Режим
доступа:
http://znanium.com/bookread.php?book=377155
Дополнительная литература
(печатные и электронные издания)
1. Гнитецкая Т. Н. Современные образовательные технологии: Монография
/ Т. Н. Гнитецкая. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та. 2004. – 256 с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:7731&theme=FEFU
2. Архангельский
С. И.
Учебный
процесс
в
высшей
школе, его
закономерные основы и методы / С. И. Архангельский. – М.: Высшая
школа,
1980.
–
68
с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:43090&theme=FEFU
3.
Колмогоров А.Н. Теория информации и теория алгоритмов. Москва:
Наука,
1987.
-304
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:672361&theme=FEFU
с.
4. Вульфов, Б.З. Педагогика: учебное пособие для вузов / Б.З. Вульфов, В.Д.
Иванов, А.Ф. Меняев. – М. : Юрайт, 2011. – 502 с.
http://lib.dvfu.ru:8080/lib/item?id=chamo:305949&theme=FEFU