Анотація до роботи:

Марченко О.А. Технологія вивчення теоретичного матеріалу з механіки у класах фізико-математичного профілю. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук зі спеціальності 13.00.02 — теорія та методика навчання (фізика). — Національний педагогічний університет імені М.П. Драгоманова. Київ, 2009 р.

У дисертації розглядається проблема створення технології вивчення теоретичного матеріалу з механіки у класах фізико-математичного профілю і пропонується авторський варіант такої технології. Ця технологія має такі особливості: по-перше, вона ґрунтується на закономірностях та особливостях розвитку в учнів мислення та логічної пам’яті; по-друге, враховує три основні вимоги до технологізації навчального процесу (наявність діагностично поставлених цілей навчання; дотримання принципу завершеності навчання; налагодження зворотного зв’язку); по-третє, містить варіант вирішення проблеми математичної підтримки курсу фізики; і по-четверте, передбачає створення і використання “комп’ютерного помічника”, за допомогою якого учні значною мірою самостійно вивчають теоретичний матеріал.

Експериментально доведено, що створена технологія, яка передбачає інтеграцію в одному навчальному курсі механіки та відповідних розділів математики, в умовах належного методичного забезпечення та адекватного використання можливостей сучасних комп’ютерних технологій дозволяє школярам не лише отримувати дієві систематизовані знання з механіки, а й переходити на якісно новий рівень самостійності у засвоєнні та використанні теоретичного матеріалу з фізики.

1. Перехід України на Болонську систему організації вищої освіти супроводжується істотним зменшенням часу, який витрачається студентами на аудиторні заняття. Відповідно зростають вимоги до абітурієнтів щодо їхньої готовності самостійно здобувати знання. А самостійність у здобуванні фізичних знань тісно пов’язана з вільним володінням необхідним математичним апаратом і наявністю навичок його застосування до фізичних питань.

Існуюча суперечність між зростаючими вимогами до самостійності випускників середніх навчальних закладів у здобуванні знань з фізики і наявною системою шкільної фізико-математичної освіти має бути подоланою. Мається на увазі, перш за все, неузгодженість програм з фізики і математики навіть для фізико-математичних класів, а також інерційна спрямованість дидактики фізики майже повністю на розробку технологій навчання учнів, хоча настав уже час і для розробок технологій вивчення учнями окремих розділів фізики.

Розпочата в Україні реформа середньої освіти передбачає профільність старшої школи. Цей процес відкриває перспективу подолання зазначеної суперечності в умовах класів фізико-математичного профілю, до яких мають прийти майбутні абітурієнти тих факультетів вищих навчальних закладів, де фахова підготовка студентів вимагає міцного підґрунтя фізико-математичних дисциплін. Особливої актуальності у зв’язку з вищезазначеним набуває проблема розроблення технології вивчення учнями старшої школи фізико-математичного профілю теоретичного матеріалу першого великого розділу поглибленого курсу фізики механіки. Саме тут необхідно закласти фундамент самостійності для подальшого вивчення фізики як у старшій профільній школі, так і у вищому навчальному закладі.

2. У руслі реформи загальної середньої освіти в Україні, що передбачає профільну диференціацію у старших класах школи і надає можливість уведення інтеграційних курсів, нами був створений курс “Мехматика” для учнів фізико-математичних класів старшої профільної школи, який поєднує теоретичний матеріал з механіки та необхідний математичний апарат. Такий курс не лише забезпечує своєчасну математичну підготовку учнів, необхідну для свідомого засвоєння теоретичного матеріалу з механіки, а й дає їм можливість отримати навички застосування математики до фізичних питань.

3. Експериментально доведено, що забезпечення своєчасної математичної підготовки учнів дозволяє організувати самостійне вивчення ними теоретичного матеріалу з механіки із застосуванням спеціально розроблених дидактичних матеріалів, під час роботи з якими учні отримують індивідуалізовану допомогу.

4. Можливості сучасних інформаційних технологій були використані для створення спеціалізованого “комп’ютерного помічника”, який допомагає технологізувати процес вивчення учнями теоретичного матеріалу з механіки як на уроках фізики, так і у позаурочний час. Учні працюють з “комп’ютерним помічником” в інтерактивному режимі, перевіряючи правильність своїх дій і вносячи необхідні корективи.

5. Проведений формувальний експеримент довів: інтеграція в одному курсі механіки та відповідних розділів математики за умови належного методичного забезпечення та адекватного використання можливостей сучасних комп’ютерних технологій дозволяє учням не лише отримати дієві систематизовані знання з механіки (про що засвідчили результати перевірок, проведених через два роки після вивчення механіки), а й перейти на якісно новий рівень самостійності у засвоєнні та використанні теоретичного матеріалу з фізики (на користь чого свідчать як їхні успіхи у подальшому вивченні фізики, так і реалізована орієнтація на продовження фізичної освіти у вищих навчальних закладах, а також їхні результати на обласному та республіканському етапах конкурсу-захисту науково-дослідницьких робіт учнів — членів Малої академії наук).

Вірогідність результатів дослідження забезпечується аналізом значної кількості наукових, психолого-педагогічних і навчально-методичних праць з теми дослідження; адекватністю методів дослідження його меті та завданням; коректним використанням статистичних методів обробки експериментальних даних; тривалою дослідно-експериментальною роботою; обговоренням результатів дослідження на численних науково-методичних і практичних конференціях та семінарах.

Отримані у дисертаційній роботі результати дають нам підстави рекомендувати включити до поглибленого курсу фізики старшої профільної школи запропонований нами інтеграційний курс. Його ми умовно назвали “Мехматика”, бо він об’єднує теоретичний матеріал механіки і відповідний математичний апарат. Як показали наші дослідження, запропонований курс дозволив максимально налаштувати учнів на самостійну роботу та поступово переконав їх у можливості власноруч здобути більшу частину тих фізичних результатів, які передбачені програмою для фізико-математичних класів.

Перспективи своєї подальшої роботи ми вбачаємо, по-перше, у написанні пов’язаних з темою дисертації методичних посібників як для учителів, так і для учнів. А по-друге у дослідженні можливості розроблення таких технологій, що не лише були б спрямовані на ліквідацію загальних проблем, які виникають в учнів під час вивчення фізики, а й враховували їхні типологічні особливості щодо сприйняття і переробки інформації.

Публікації автора:

Статті у наукових фахових виданнях

1. Марченко О.А. Застосування спеціальних завдань для активного оволодіння теоретичним матеріалом з фізики / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв, М.М. Циганок // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного педагогічного університету: Серія педагогічна: Дидактики дисциплін природознавчо-математичної та технологічної освітніх галузей. — Кам’янець-Подільський: Кам’янець-Подільський державний педагогічний університет, інформаційно-видавничий відділ, 2000. — Вип. 6. — С. 165-169. (Автором був проведений педагогічний експеримент із застосуванням завдань для активного оволодіння теоретичним матеріалом з фізики, інші розробки належать співавторам).

2. Марченко О.А. Проблема формування і розвитку в учнів середньої школи логічної пам’яті засобами фізики як навчального предмета / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв , М.М. Циганок // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного педагогічного університету: Серія педагогічна: Модель середньої фізичної освіти в умовах переходу на 12-річний термін навчання. — Коломия: ВПТ “ВІК”, 2001. Вип. 7. — С. 148-153. (Автором був проведений аналіз психолого-педагогічної літератури щодо особливостей розвитку людської пам’яті, інші розробки належать співавторам).

3. Іваницький О.І. Тенденції технологізації навчання фізики в загальноосвітній школі / О.І. Іваницький, О.А. Марченко // Наукові записки. — Випуск 46. Серія: Педагогічні науки. — Кіровоград: РВЦ КДПУ ім. В. Винниченка, 2002. — С.62-65. (Автором був проведений аналіз методичної літератури, інші розробки належать співавтору).

4. Кенєва І.П. Вимоги до математичної підготовки учнів для успішного оволодіння теоретичним матеріалом з механіки / І.П. Кенєва, О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного педагогічного університету: Серія педагогічна: Дидактики дисциплін природознавчо-математичної та технологічної освітніх галузей. — Кам’янець-Подільський: Кам’янець-Подільський державний педагогічний університет, інформаційно-видавничий відділ, 2002. — Вип. 8. — С. 258-265. (Автором був проведений аналіз підручників загальної фізики для ВНЗ, створена частина завдань, наведених у статті, інші розробки належать співавторам).

5. Афанасьєва Н.І. Розробка засобів зворотного зв’язку для технологізації навчання фізики / Н.І. Афанасьєва, О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв // Наукові записки. — Випуск 51. — Серія: Педагогічні науки. — Кіровоград: РВЦ КДПУ ім. В. Вінниченка, 2003. — Частина 2. — С. 3-8. (Автором була розроблена частина завдань для зворотного зв’язку, інші розробки належать співавторам).

6. Андрєєв А.М. Програма математичної підготовки учнів до поглибленого вивчення механіки / А.М. Андрєєв, О.А. Марченко // Збірник наукових праць: Спеціальний випуск / Гол. ред. В.Г. Кузь. — К.: Наук. світ, 2003. — С. 89-95. (Автором була створена запропонована у статті програма та розроблена частина завдань, інші розробки належать співавтору).

7. Андрєєв А.М. Математична підтримка вивчення механічних коливань у курсі фізики середньої школи / А.М. Андрєєв, О.А. Марченко // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного педагогічного університету: Серія педагогічна: Методологічні принципи формування фізичних знань учнів і професійних якостей вчителів фізики та астрономії. — Кам’янець-Подільський: Кам’янець-Подільський державний педагогічний університет, інформаційно-видавничий відділ, 2003. — Вип. 9. — С. 82-84. (Автором була створена програма спецкурсу, інші розробки належать співавтору).

8. Андрєєв А.М. Застосування математичних знань для розв’язування фізичних задач / А.М. Андрєєв, О.А. Марченко // Фізика та астрономія в школі. — 2004. — №5. — С. 12-15. (Автором була розроблена система завдань, за допомогою якої досліджувалося вміння учнів застосовувати математичні знання під час виконання завдань з фізики, співавтором був проведений педагогічний експеримент та здійснена обробка його результатів).

9. Марченко О.А. Інтегративний курс “Мехматика” для старших класів фізико-математичного профілю / О.А. Марченко // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного педагогічного університету: Серія педагогічна: Дидактики дисциплін фізико-математичної та технологічної освітніх галузей. — Кам’янець-Подільський: Кам’янець-Подільський державний педагогічний університет, інформаційно-видавничий відділ, 2004. — Вип. 10. — С. 117-119.

10. Марченко О.А. Знайомство з рядом Тейлора і розвиток критичного мислення / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв // Наукові записки. — Випуск 60. Серія: Педагогічні науки. Частина 2. — Кіровоград: РВЦ КДПУ ім. В. Винниченка, 2005. — С.77-84. (Автором був підготовлений рукопис статті, співавтор здійснював редагування).

11. Марченко О.А. Про використання ряду Тейлора при вивченні поглибленого курсу фізики / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного університету: Серія педагогічна: Дидактика фізики в контексті орієнтирів Болонського процесу. — Кам’янець-Подільський: Кам’янець-Подільський державний педагогічний університет, інформаційно-видавничий відділ, 2005. — Вип. 11. — С.153-156. (Автором був підготовлений рукопис статті, співавтор здійснював редагування).

12. Марченко О.А. Інтеграція знань з механіки та математики в старшій школі фізико-математичного профілю / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету. Випуск 30. Серія: Педагогічні науки. — Чернігів, 2005. — С. 142-146. (Автором був проведений відповідний педагогічний експеримент, інші розробки належать співавтору).

13. Марченко О.А. Застосування мультимедійних засобів під час уведення поняття моменту інерції тіла / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв // Збірник наукових праць Кам’янець-Подільського державного педагогічного університету: Серія педагогічна: Проблеми дидактики фізики та шкільного підручника фізики в світлі сучасної освітньої парадигми — Кам’янець-Подільський: Кам’янець-Подільський державний університет, інформаційно-видавничий відділ, 2006. — Вип. 12. — С. 285-288. (Автором був створений мультимедійний помічник, про який йде мова у статті, ідея належить співавтору, він також здійснював редагування).

14. Марченко О.А. Вивчення гравітаційних сил у старшій школі фізико-математичного профілю / О.А. Марченко // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету. Випуск 36 (1). Серія: Педагогічні науки. — Чернігів, 2006. — С. 86-89.

15. Марченко О.А. Розширення банку завдань для перевірки засвоєння учнями теоретичного матеріалу з механіки для урахування фізико-математичного профілю навчання у старшій школі / О.А. Марченко // Збірник наукових праць. Педагогічні науки. Випуск 43. — Херсон: Видавництво ХДУ, 2006. — С. 102 – 109.

16. Марченко О.А. Комп’ютерний помічник для організації самостійної роботи учнів під час розгляду теми “Механічні коливання” / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв, О.А. Носонова // Вісник Чернігівського державного педагогічного університету. Випуск 46. Том 1. Серія: Педагогічні науки. — Чернігів, 2007. — С. 105-109. (Автором, за допомогою студентки О.А. Носонової, був створений мультимедійний помічник, про який йде мова у статті, Ю.П. Мінаєв здійснював загальне керівництво та редагування).

Статті у наукових журналах, збірниках наукових праць

та матеріалах конференцій

17. Марченко О.А. Технологія вивчення теоретичного матеріалу з механіки: психолого-педагогічний аспект / О.А. Марченко // Матеріали міжнародної конференції “Сучасні тенденції розвитку природничо-математичної освіти”. — Херсон: Видавництво Херсонського державного педагогічного університету, 2002. — С. 184-188.

18. Андрєєв А.М. Завдання для забезпечення зворотного зв’язку при поглибленому вивченні фізики / А.М. Андрєєв, О.А. Марченко // Сучасні технології в науці та освіті: Збірник наукових праць: В 3-х томах. – Кривий Ріг: Видавничий відділ КДПУ, 2003. — Т.2. — С. 3-8. (Автором була розроблена частина завдань, запропонованих у статті, інші розробки належать співавтору).

19. Марченко О.А. Інтеграція знань з механіки та математики у старшій профільній школі / О.А. Марченко, Ю.П. Мінаєв // Матеріали ІХ Всеукраїнській наукової конференції “Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики”. Укладачі: Шут М.І., Січкар Т.Г. — К.: НПУ, 2004. — С. 56. (Автором була розроблена програма інтегративного курсу “Мехматика” та проведений відповідний педагогічний експеримент, інші розробки належать співавтору).

20. Марченко О.А. Смислові елементи теоретичного матеріалу з механіки та методи їх вивчення у класах фізико-математичного профілю / О.А. Марченко // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції “Особливості підготовки вчителів природничо-математичних дисциплін в умовах переходу на профільне навчання”. Укладач: Шарко В.Д. — Херсон: “Олді-Плюс”, 2004. — С. 52-54.

21. Марченко О.А. Формулювання цілей вивчення теоретичного матеріалу з механіки в поглибленому курсі фізики / О.А. Марченко // Вісник Запорізького національного університету: Збірник наукових статей. Педагогічні науки / Головний редактор Міщик Л.І. — Запоріжжя: Запорізький національний університет, 2005. — С. 55-60.

22. Марченко О.А. Створення банку завдань для перевірки засвоєння учнями теоретичного матеріалу теми “Закон збереження моменту імпульсу” / О.А. Марченко // Освітнє середовище як методична проблема: збірник наукових праць / Херсонський державний університет. Херсон: Видавництво ХДУ, 2006. – С. 123-124.