Интеграция физики и биологии при изучении термодинамических систем в классах естественно-научного профиля

• Автор: Уткина, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 221 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО И БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1. Интеграция физики и биологии в условиях профильного обучения
в классах естественно-научного профиля
1.2. Методологические основы интеграции физики и биологии
при изучении термодинамических систем
1.3. Возможности построения учебного модуля «Термодинамика биологических систем» в условиях профильного обучения
Глава 2. МЕТОДИКА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИНТЕГРАЦИИ ФИЗИКИ И БИОЛОГИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ОТКРЫТЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
2.1. Модель методики осуществления интеграции физики и биологии на основе понятия «энергия» при изучении открытых термодинамических систем
2.2. Реализация интегративных форм учебных занятий.при изучении открытых термодинамических систем
2.3. Приёмы, методы и средства развития естественно-научного мышления учащихся при изучении учебного модуля «Термодинамика биологических систем»
Глава 3. ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
3.1. Задачи и методика проведения педагогического эксперимента..
3.2. Критерии оценки эффективности проведения_педагогического эксперимента
3.3. Анализ результатов педагогического эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Актуальность исследования. На современном этапе развития российского образования актуальной является проблема повышения качества образования, которое удовлетворяло бы познавательные потребности учащихся, обеспечивало высокий уровень их фундаментальной подготовки, развитие личности и ее адаптацию в быстро изменяющихся социально-экономических и технологических условиях. Содержание и направление образовательной политики России определены в Федеральном законе «Об образовании в Российской Федерации», «Национальной доктрине образования в Российской Федерации» до 2025 г., Национальной образовательной инициативе «Наша новая школа».
Ориентация современной российской системы образования на потребности личности, учет способностей и возможностей учащихся, профильную направленность содержания образования ставит задачи повышения качества профильного естественно-научного образования. Вопрос повышения качества образования неразрывно связан с требованиями к результатам освоения основной образовательной программы, установленными федеральным государственным образовательным стандартом среднего общего образования (далее - Стандарт) на личностном, метапред-метном и предметном уровнях.
В рамках реализации государственных приоритетов модернизации образования перед педагогическим сообществом актуализировалась проблема выбора стратегии профильного обучения, которая наиболее полно отражала требования государства и общества к качеству образования в направлениях: 1) обеспечение высокого уровня фундаментальной подготовки учащихся; 2) развитие личности учащихся, повышение мотивации к обучению и целенаправленной познавательной деятельности; 3) подготовка учащихся к последующему профессиональному образованию и успешному продолжению обучения в образовательных учреждениях профессионального образования и к дальнейшей профессиональной деятельности.

В работах В. А. Асеева, Б. М. Кедрова, В. Н. Кузнецова, А. Д. Суханова,
A. Д. Урсула, Н. К. Чапаева, М. Г. Чепикова, Г. П. Щедровицкого указывается, что фундаментальность образования характеризуется принципами научности и систематичности, а системность обусловлена целостностью и взаимосвязанностью [5; 62; 73; 129; 137; 167; 168; 176]. Ведущим направлением в реализации этих принципов является интеграция естественно-научных представлений о материи, формах и способах ее существования. Физические знания являются теоретической основой этих представления, так как физика, как наука изучает строение материи и формы существования материи. Одновременно меняется соотношение фундаментальных предметных знаний и их практическим приложением, что приводит к смене ориентиров в профильном естественнонаучном образовании в сторону построения интегративных знаний на основе фундаментальных физических законов, объясняющих изучаемые явления.
В исследованиях по вопросу целостности содержания естественно-научного образования в области дидактики (Ю. И. Дик, И. Д. Зверев, Л. Я. Зорина,
B. И. Кузнецов, В. М. Симонов, А. А. Панайотов, А. В. Усова, В. Н. Федорова и др.), методики преподавания естественно-научных предметов (Г. М. Анохина, А. И. Гурьев. М. Д. Даммер, Ц. Б. Кац, О. А. Митина, Е. Б. Петрова, М. В. Потапова, Л. А. Прояненкова, Н. С. Пурышева, С. А. Старченко,
Н. Н. Тулькибаева, А. А. Фадеева, А. Г. Хрипкова, О. А. Яворук и др.), создания экспериментальных программ (И. Ю. Алексашина, М. Г. Гапонцева, Ю. А. Ко-варский, Е. К. Страут, Н. С. Пурышева, 3. А. Скрипко, Л. С. Хижнякова, А. Ю. Хотунцев, Ю. Л. Хотунцев и др.) указывается, что интеграция знаний существенно повышает у учащихся интерес и мотивацию к обучению.
На современном этапе развития российского образования профильная направленность содержания физического образования должна ориентироваться не только на освоение учащимися знаний и видов деятельности, определяющих предметно-тематическое содержание [153], но и на переход в характере мышления учащихся от фрагментарного к целостному восприятию мира, на их личностное становление, развитие их познавательных и мыслительных способностей, что

3) историко-научные знания - об эволюции биофизических представлений, идей, понятий, теорий при изучении открытых термодинамических систем, раскрывающих логику процесса естественно-научного познания.
Под методологическими основами интеграции физики и биологии при изучении термодинамических систем будем понимать методы и средства познания, а также способы деятельности, обеспечивающие развитие естественно-научного мышления учащихся в условиях интеграции физики и биологии.
Методологические основы интеграции физики и биологии при изучении термодинамических систем раскрываются в следующих аспектах:
1. Методы научного познания при изучении термодинамических систем.
2. Методологический анализ развития интеграции и дифференциации физических и биологических знаний при изучении термодинамических систем.
3. Отражение целостности физики и биологии в развитии естественнонаучного мышления при изучении термодинамических систем.
Методы научного познания при изучении термодинамических систем
Методологию науки можно охарактеризовать как учение о методе научнопознавательной деятельности. Научный метод - это система регулятивных принципов и приёмов, с помощью которых достигается объективное познание действительности [125, с. 21]. Основными уровнями научного познания являются эмпирическое и теоретическое исследования.
Основными структурными элементами системы естественно-научных знаний (научные факты, законы, теории, методы исследования, понятия, научная картина мира) задают соответствующие методы познания (эмпирический и теоретический). На эмпирическом уровне исходной формой знаний являются научные факты. Пути накопления фактов: наблюдение, опыт и эксперимент. Для установления факта необходимо истолкование выявляемого в наблюдениях содержания, которое предполагает широкое использование ранее полученных теоретических положений. Теория - это высшая форма организации научного знания, опреде-