AN ADDITIONAL EDUCATIONAL PROGRAM AS A FACTOR OF IMPROVING THE QUALITY OF MASTERING PHYSICS

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ФИЗИКА»

Научная статья

Юшкова Е.Ю.*

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, Россия

* Корреспондирующий автор (yushkovaeyu[at]mail.sibsau.ru)

Аннотация

Обобщен многолетний опыт работы кафедры технической физики Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (СибГУ) в специализированных классах школ г. Красноярска. Выделены основные проблемы, связанные с подготовкой абитуриентов для нашего университета на современном этапе: незаинтересованность школьников в получении высшего профессионального образования по направлениям химико-лесного комплекса, слабые естественнонаучные знания, отсутствие навыков самообразования.

Обосновано использование дополнительной образовательной программы, осуществляющую логическую связь между школьным и университетским курсами физики, описаны ее цели, задачи и потребители. Программой предусмотрены лекции, лабораторные работы и решение задач. Самостоятельная работа школьников включает проектную и исследовательскую деятельность, тематика которой максимально приближена к направлениям, реализуемым в университете.

По мнению авторов, реализация в средней школе данной образовательной программы по физике способствует повышению качества освоения дисциплины, создает дополнительные условия для формирования творческих способностей школьника и мотивирует его на сознательный выбор будущей профессии.

Ключевые слова: сотрудничество университета и средней школы. дополнительная образовательная программа, качество образования.

AN ADDITIONAL EDUCATIONAL PROGRAM AS A FACTOR OF IMPROVING THE QUALITY OF MASTERING PHYSICS

Research article

Yushkova E.Yu.*

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology, Krasnoyarsk, Russia

* Corresponding author (yushkovaeyu[at]mail.sibsau.ru)

Abstract

The current article summarizes the long-term experience of the Department of Technical Physics of the Reshetnev Siberian State University of Science and Technology in specialized classes of schools in Krasnoyarsk. The author highlights the key problems associated with the preparation of applicants for our university at the present stage: the disinterest of schoolchildren in obtaining higher professional education in the areas of chemical and forestry complex, weak natural science knowledge, lack of self-education skills.

The study substantiates the use of an additional educational program that provides a logical connection between school and university physics courses as well as describes its goals, objectives and consumers. The program includes lectures, laboratory work and problem solving. Independent work of schoolchildren includes project and research activities, the subject of which is as close as possible to the activities implemented at the university.

According to the authors, the implementation of this educational program in physics in secondary school contributes to improving the quality of mastering the discipline, creates additional conditions for the formation of creative abilities of students and motivates them to make a conscious choice of a future profession.

Keywords: university and high school cooperation, additional educational program, quality of education.

Введение

Подготовка специалиста в техническом университете начинается с привлечения в вуз контингента, мотивированного на получение образования по данному техническому направлению, имеющего достойную естественнонаучную школьную подготовку и способного к эффективной учебной деятельности. Реалии современной системы российского образования не позволяют общеобразовательной школе справиться с подготовкой такого контингента. Необходимы разработка и реализация механизмов взаимодействия общего и высшего профессионального образования.

В настоящее время вузами накоплен громадный опыт по сотрудничеству со школой. Трудно перечислить все университеты, реализующие в школах дополнительные образовательные программы, ведущие работу в кружках, секциях, развивающие школьное олимпиадное движение, организующие и курирующие проектную и исследовательскую деятельность школьников. Еще сложнее найти вузы, в которых работа со школой в той или иной форме не ведется совсем. Количество литературных источников, посвященных этой теме, огромно. Анализируя эти источники и собственный многолетний опыт довузовской подготовки, мы выделили основные проблемы, связанные с подготовкой абитуриентов для нашего университета на современном этапе.

На рынке образовательных услуг с каждым годом возрастает количество предложений. Система ЕГЭ дает возможность абитуриенту из любого региона поступать в ведущие вузы страны, поэтому зачастую в региональные вузы приходят не самые успешные выпускники. Кроме того, часто направления, по которым осуществляют образовательную деятельность региональные вузы, будучи важными для региона, не всегда являются привлекательными для молодежи. Наш университет ведет подготовку специалистов, в том числе, для химического и лесного комплексов (ХЛК), имеющих большое значение для экономики Сибири и Забайкалья. Конкурс на эти направления невысок, процент абитуриентов, сознательно связывающих свою будущую профессиональную деятельность с ХЛК, также низок. Необходима большая работа по пропаганде этих направлений. Подобная деятельность невозможна без взаимодействия университета с общеобразовательной школой.

Особое внимание необходимо уделять укреплению фундаментальной составляющей образования. Объем и содержание необходимых востребованных специальных профессиональных знаний в условиях динамизма рынка труда постоянно меняются. Нарастает противоречие между универсальностью и специализацией подготовки. Естественнонаучные дисциплины формируют научное мировоззрение, культуру мышления, направлены на интеллектуальное развитие личности, имеют высокую степень универсальности. Однако, уровень естественнонаучной подготовки наших первокурсников, и, в первую очередь подготовки по физике, систематически падает [1], [2]. Несоответствие знаний абитуриентов требованиям высшей школы является большой проблемой для университета. Мы ведем большую работу по адаптации первокурсников [3], но усилиями вуза эту проблему решить не удается. Необходимо формирование единого образовательного пространства «школа – вуз».

Большой проблемой является наблюдающееся в последнее время вытеснение в образовательном пространстве механизма развития логического мышления и механизмов формирования творческой и самостоятельной личности. Это обусловлено доступностью информации, привязанности молодежи к сети Интернет. С помощью различных поисковых систем легко найти любую учебную информацию, решение практически любой задачи. Найденная информация не всегда бывает продуманной и хорошо форматированной, ее получение не требует значительных интеллектуальных усилий. Стереотип подобного отношения к учебной деятельности формируется в школьные годы. В результате в вуз зачастую приходят абитуриенты, имеющие сформировавшуюся привычку «легкого» приобретения информации. Неэффективность такого подхода к образованию очевидна. При этом устойчивые навыки самообразования у наших первокурсников практически отсутствуют.

Таким образом, в современных условиях возрастает актуальность систематического сотрудничества университета с общеобразовательной школой. Для эффективной учебной деятельности в высшей школе необходима комплексная система мероприятий, включающая школьный и вузовский этапы.

Настоящая работа посвящена разработке и реализации дополнительной образовательной программы «Физика», обеспечивающей преемственность основных образовательных программ средней и высшей школы и способствующей повышению мотивации получения образования по направлениям ХЛК. 

Дополнительная образовательная программа по физике: основные принципы и требования

Одной из форм взаимодействия университета и школы является организация специализированных классов. Министерство образования Красноярского края, муниципальное образование город Красноярск, СибГУ и ряд школ нашего города заключили четырехстороннее соглашение в области образования, предметом которого является сотрудничество сторон по созданию и функционированию специализированных классов, в том числе и технической направленности. В этих классах наряду с реализацией основной общеобразовательной программы осуществляется и программа дополнительного образования (ДОП).

Кафедра технической физики Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева активно работает в профильных инженерно-технических классах. Мы участвуем в подготовке к ЕГЭ, олимпиадам разного уровня, вовлекаем школьников в проектную и исследовательскую деятельность, ведем профориентационную работу. Важнейшая часть нашей деятельности - реализация дополнительной образовательной программы.

При создании образовательных программ наиболее сложным является обеспечение преемственности и сопряжения программ, относящихся к разным уровням образования. Эта проблема в течение многих лет остается одной из важнейших задач теории и практики образования [4]. В широком смысле преемственность является основой непрерывного образования (каждый предыдущий уровень рассматривается как исходный для всех последующих). В узком смысле о преемственности программ говорят как об отношениях между отдельными учебными дисциплинами и учебными курсами. Сопряженными считают программы, содержание которых частично перекрывается. Сопряжение возможно не только в рамках одной дисциплины, но и между отдельными дисциплинами и даже их отдельными разделами.

Школьный курс физики является основой университетского курса общей физики. Преемственность основных образовательных программ средней и высшей школы должны обеспечивать государственные стандарты. По мнению преподавателей многих вузов именно нарушение преемственности стало одной из причин несоответствия уровня подготовки школьников требованиям высшей школы. Причинами нарушения этой преемственности являются, в том числе, увеличение разнообразия программ школьного образования и вытеснение из школьной программы фундаментальной составляющей. Зачастую основной целью изучения физики в школе становится подготовка к ЕГЭ, что приводит к формальному, одностороннему подходу к освоению дисциплины. При таком подходе выпускник школы не только не владеет необходимым объемом знаний, умений и навыков, но и не связывает физику со своей будущей специальностью, не осознает ее роли в своем будущем профессиональном и личностном становлении. Возникает разрыв между базовой школьной подготовкой и требованиями вуза.

Дополнительная образовательная программа, в определенном смысле, должна корректировать нарушение преемственности, осуществлять логическую связь между школьным и университетским курсами физики. Не дублируя содержание школьного или вузовского курсов, программа нацелена на развитие физических идей, детализацию физических явлений, рассмотрение мировоззренческих вопросов, корректировку когнитивных способностей школьника. При этом необходимым условием ДОП по физике является ее адекватность математической подготовке школьника в каждом классе.

В контексте нашей задачи пропаганды направлений ХЛК дополнительная образовательная программа должна позиционировать физику как основу современных наукоемких технологий, в том числе технологий лесного и химического комплексов. Мотивацию изучения физики можно повысить, рассматривая ее изучение в школе и далее в вузе как фундамент своей будущей профессиональной успешности на рынке труда. В ДОП должны быть включены вопросы связи конкретных физических знаний с конкретными технологиями. Понятно, что на школьном уровне эти вопросы излагаются качественно и простым языком. Далее школьник станет студентом и на новом уровне вернется к физическим идеям и методам, на которых основаны научно-технические достижения их будущей профессиональной деятельности, заново оценит роль физической науки в техническом прогрессе. 

Реализация дополнительной образовательной программы

При разработке ДОП по физике мы в первую очередь определили ее цели и задачи. Основной целью ДОП является содействие более глубокому изучению школьного курса физики, формированию культуры мышления и научного мировоззрения. К задачам реализации программы мы отнесли развитие устойчивого интереса к физике и повышение мотивации ее изучения, повышение познавательной активности учащихся, установление связи содержания физики с современными научно – техническими проблемами в том числе, с проблемами ХЛК, развитие творческих способностей учащихся и приобретение навыков исследовательской деятельности.

Далее были определены потребители программы. Дополнительная образовательная программа по физике рассчитана на четыре года обучения и реализуется в 8-11 классах. При этом мы выяснили, что школьники одного и того же класса одной и той же школы имеют на входе разные уровни знаний, несмотря на то, что в специализированные инженерно – технические классы отбирались учащиеся с самой хорошей естественнонаучной подготовкой.

Сложной задачей было формирование состава и структуры курса, целей и задач каждого модуля. Исторически физика на разных уровнях образования делится на одинаковые разделы (механика, молекулярная физика и термодинамика, электромагнетизм, оптика (геометрическая, волновая и квантовая), строение атома и атомного ядра, физика конденсированного состояния). В школе реализуется концентрическая концепция изучения физики: сначала раздел изучается в 7-9 классах, затем на более высоком уровне в 9-11 классах. Наша ДОП следует такой концепции формирования контента, содействуя более глубокому освоению и пониманию материала.

Программой предусмотрены лекционные и семинарские занятия. Как уже отмечалось, мы стараемся не дублировать школьную программу, поэтому количество лекций ограничено. На лекционных занятиях рассматриваются в основном вопросы применения уже известных школьникам физических знаний в современных технологиях.

Семинарские занятия включают лабораторные работы и решение задач.

Лабораторные работы проводятся на базе университета. Мы придаем большое значение формированию первичных навыков проведения физического эксперимента, простейшей обработке результатов и их интерпретации. Принято считать, что для современного школьника или студента виртуальное взаимодействие с лабораторным оборудованием более интересно. Кроме того, использование виртуальных работ может иметь преимущество по финансовым соображениям, соображениям безопасности и т.д. Однако в реальной профессиональной деятельности инженер или технолог сталкивается с реальным оборудованием, производству не нужен «виртуальный» специалист. Наш опыт работы показывает, что работа на реальных установках очень нравится школьникам, повышает их познавательную активность и мотивацию изучения дисциплины. По нашему мнению, полностью заменять реальный физический лабораторный практикум виртуальным нецелесообразно.

Качественное освоение физики невозможно без решения задач. Особое значение этот вид учебный деятельности приобретает в современных условиях доступности любой информации и решения любой задачи. Цель реализации программы – сделать эту работу неформальной, научить школьников не просто применить ту или иную формулу, а глубоко разобраться в сути физического явления или процесса, освоить общие приемы и методы решения. Для активизации школьников в ходе урока мы практикуем работу в мини-группах: решение предложенной задачи в группах из 3-4 человек с последующим представлением всему классу, совместное обсуждение и выбор наиболее рационального и интересного варианта.

Большое внимание мы уделяем качественным задачам. Зачастую именно решение качественной задачи помогает более детально разобраться в сути физического явления. Мы имеем большой банк качественных задач, большая часть которых связана с физическими явлениями в древесине, явлениями переноса, работой различных машин и механизмов.

В ходе уроков по решению задач мы выявляем особо одаренных и мотивированных детей для привлечения их к участию в олимпиадах разного уровня.

Самостоятельная работа учащихся связна с проектной и исследовательской деятельностью, о чем будет сказано ниже.

Для мониторинга качества освоения любой образовательной программы необходима система контрольных мероприятий, определение средств, форм контроля и формулировка критериев оценки. В нашем случае проектирование такой системы не предусмотрено. Это связано с тем, что школьники (особенно в 9 и 11 классах) достаточно загружены контрольными мероприятиями по основной общеобразовательной программе. По согласованию со школьными учителями мы по возможности дополняем содержание текущих проверочных работ.

Организация проектной и исследовательской деятельности

Одной из задач общеобразовательной школы является подготовка школьников к сознательному и обоснованному выбору профессии, выявление у учащихся интереса, склонностей и способностей к определенной сфере деятельности. Как уже отмечалось, одной из важнейших задач нашего университета является подготовка абитуриента, мотивированного на обучение по направлениям, связанным с химико – лесным комплексом. Совместная работа по совершенствованию подготовки школьников к профессиональной деятельности, эффективное взаимодействие школы и вуза, целенаправленная профориентационная работа может привести к положительному результату.

Спектр проводимых профориентационных мероприятий достаточно широк [2], [5]. Это зимние политехнические школы, летние лабораторные школы, научно-практические конференции, олимпиады. Школьники знакомятся с предприятиями ХЛК региона, с содержанием профессиональной деятельности, с успешными выпускниками нашего вуза.

В научно-практических конференциях активно участвуют учащиеся специализированных классов, для которых проектная и исследовательская деятельность является основной частью самостоятельной работы.

К исследовательской деятельности школьники привлекаются в 8-ом классе, в самом начале освоения ДОП. Преподаватели университета предлагают темы исследований и проектов, стараясь максимально привлечь внимание школьников к направлениям, реализуемым в университете. Например:

• Тепловые свойства древесины при положительных (отрицательных) температурах;
• Физические методы определения скорости высыхания лаковых покрытий на древесине (мебели и т.п.);
• Физика деформирования древесины при изменении влажности (температуры);
• Физические процессы и явления в атмосфере;
• Физика приборов для измерения солнечной радиации, температуры (контактного и бесконтактного), влажности, атмосферного давления в стационарных и полевых условиях и т.п.

Список тем, связанных с ХЛК, можно продолжить. Разумеется, далеко не всем школьникам эти темы кажутся интересными. Учащиеся могут выбрать другие исследования и проекты, предложить свои варианты.

Как правило, в 8-9 классах школьник ограничивается реферативной работой и знакомством с соответствующими лабораториями университета. К практической деятельности и выполнению несложных экспериментов в рамках выбранного проекта в 10 классе приступает около 60% учащихся. Учащиеся 10-х классов - наиболее активные участники проектной деятельности. Со своими работами они выступают на конференциях разного уровня, достигая хороших результатов. Учащиеся 11-классов в проектной деятельности участвуют реже, уделяя основное внимание подготовке к ЕГЭ. 

Заключение

Сотрудничество средней и высшей школы на современном этапе развития системы образования становится все более актуальным. Оно реализуется по разным направлениям, среди которых выделяются качественная естественнонаучная подготовка школьников и их ранняя профессиональная ориентация на специальности, актуальные для региона. Велика роль физики, формирующей научное мировоззрение, системное видение всей предметной области деятельности и культуру мышления.

Одним из способов повышения качества освоения физической науки является преемственность образовательных программ разных уровней обучения. Реализация дополнительной образовательной программы по физике позволяет не только систематически усложнять и расширять содержание дисциплины, неоднократно осмысливать материал на новой качественной основе, но и создавать дополнительные условия для стимуляции творческих начал личности. Включение в ДОП вопросов, связанных с потенциальной профессиональной деятельностью, развивает у школьников мотивацию к получению инженерного образования. 

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Вопилова Л.В. Компьютерное тестирование как метод непрерывного контроля, диагностики и коррекции знаний по физике / Л.В. Вопилова, О.Ю. Маркова //Вестник КГПУ – 2013. – № 3(25). – С.81–84.
2. Кудрявцева О.А. Организация непрерывного образовательного процесса по дисциплине «Физика» в системе «школа - вуз» при подготовке бакалавров лесной отрасли / О..А. Кудрявцева, О.Ю. Маркова // Хвойные бореальной зоны. – 2016. – № 3-4 – С.169 -173.
3. Захаров Ю.В. Усиление адаптационных ресурсов и физической составляющей подготовки специалистов ХЛК / Ю.В. Захаров, Е.Ю. Юшкова // Хвойные бореальной зоны. – 2016. – № 3-4 – С.163 -168.
4. Сенашенко В.С. Преемственность и сопряжение основных образовательных программ в структуре непрерывного образования / В.С. Сенашенко, Н.А. Вострикова, В.А. Кузнецова // Высшее образование в России. – 2009. – № 10. –С.3-10.
5. Юшкова Е.Ю. Возможные пути повышения мотивации изучения фундаментальных дисциплин в техническом вузе. / Е.Ю. Юшкова // Глобальный научный потенциал. –2017. –№ 8(77). –С.13-17.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Vopilova L.V. Komp’juternoe testirovanie kak metod nepreryvnogo kontrolia, diagnostiki i korrekcii znanij po fizike [Computer testing as a method of continuous monitoring, diagnostics and correction of knowledge in physics] / L.V. Vopilova, O.Ju. Markova //Vestnik KGPU [KSPU Bulletin] – 2013. – № 3(25). – P.81–84. [in Russian]
2. Kudrjavtseva O.A. Organizacija nepreryvnogo obrazovatel’nogo processa po discipline «Fizika» v sisteme «shkola-vuz» pri podgotovke bakalavrov lesnoy otrasli [Organization of a continuous educational process in the discipline "Physics" in the "school - university" system for the preparation of bachelors of the forestry industry] / O.A. Kudrjavtseva, Ju. Markova // Hvoynye boreal’noi zony [ Conifers of the boreal zone] – 2016. – № 3-4 – P.169 -173. [in Russian]
3. Zaharov Yu.V. Usilenie adaptacionnyh resursov i fizicheskoi sostavljayuchei podgotovki specialistov HLK [Strengthening the adaptive resources and the physical component of the training of HLC specialists] / Yu.V. Zaharov, Yu Yushkova // Hvoynye boreal’noi zony [Conifers of the boreal zone]. – 2016. – № 3-4 – P.169 -173 [in Russian]
4. Senachenko V.S. Preemstvennost’ i sopryuzhenie osnovnyh obrazovatel’nyh program v structure nepreryvnogo obrazovania [Continuity and integration of basic educational programs in the structure of lifelong education] / S Senachenko, N.A. Vostrikova, V.A. Kuznecova // Vysshee obrazovanie v Rossi [Higher education in Russia] – 2009. – № 10. – P.3-10. [in Russian]
5. Yushkova E.Yu. Vozmozhnye puti povyshenia motivacii izuchenia fundamental’nyh disciplin v technicheskom vuze [Possible ways to increase the motivation for studying fundamental disciplines in a technical university]. / E.Yu. Yushkova // Global'nyj nauchnyj potencia [Global scientific potential]. –2017. –№ 8(77). – P.13-17. [in Russian]