Развитие критического мышления студентов при изучении явлений

электромагнитной индукции на основе проблемно-ориентированного

обучения

Сухарев Егор Евгеньевич

студент,

Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова

Научный руководитель: Арискин Владимир Геннальевич

кандидат педагогических наук, доцент

Ульяновский государственный педагогический университет им. И.Н. Ульянова

Аннотация: В данной статье рассматривается проблема развития критического

мышления студентов при изучении курса физики, в частности, явлений

электромагнитной

индукции.

Предлагается

методика

проблемно-

ориентированного обучения, направленная на активизацию познавательной

деятельности студентов и формирование у них навыков критического анализа

информации,

выдвижения

гипотез,

проведения

экспериментов

и

формулирования

обоснованных

выводов.

Представлены

результаты

экспериментальной проверки эффективности предложенной методики.

Ключевые слова:

Критическое мышление, физика, электромагнитная

индукция, проблемно-ориентированное обучение, активные методы обучения.

Современные образовательные стандарты высшего образования ориентированы

не только на передачу студентам определенного объема знаний, но и на

формирование у них универсальных компетенций, в частности, способности к

критическому

мышлению [1].

Критическое

мышление

является

важным

условием

успешной

профессиональной

деятельности

в

любой

сфере,

требующей принятия обоснованных решений на основе анализа информации.

В курсе физики, как фундаментальной науки, развитие критического мышления

студентов имеет особое значение. Физика предоставляет богатый материал для

формирования

навыков

логического

мышления,

анализа

причинно-

следственных связей, построения моделей и проверки гипотез. Однако,

традиционные методы обучения физике, ориентированные на пассивное

восприятие информации, зачастую не способствуют развитию критического

мышления студентов [2].

Одной из перспективных альтернатив традиционным методам является

проблемно-ориентированное обучение (ПОО), которое предполагает активное

вовлечение студентов в процесс решения проблем, требующих применения

знаний,

анализа

информации

и

принятия

решений [3].

Явления

электромагнитной индукции представляют собой сложный и интересный

раздел физики, который хорошо подходит для применения ПОО.

Целью данной работы является разработка и экспериментальная проверка

методики проблемно-ориентированного обучения, направленной на развитие

критического мышления студентов при изучении явлений электромагнитной

индукции.

2. Теоретические основы

2.1. Критическое мышление: определение и компоненты

Критическое мышление – это процесс анализа, оценки и интерпретации

информации с целью формирования обоснованного суждения или принятия

решения [4].

Критическое

мышление

включает

в

себя

следующие

компоненты [5]:



Анализ: Способность

выделять

ключевые

элементы

информации,

определять взаимосвязи между ними и классифицировать информацию.



Оценка: Способность

оценивать

надежность

и

достоверность

информации, выявлять противоречия и логические ошибки.



Интерпретация: Способность понимать смысл информации, выявлять

скрытые предположения и делать обоснованные выводы.



Выдвижение

гипотез: Способность

формулировать

альтернативные

объяснения явлений и предлагать способы их проверки.



Решение

проблем: Способность

находить

оптимальные

решения

проблем на основе анализа информации и оценки альтернативных

вариантов.

2.2. Проблемно-ориентированное обучение (ПОО): принципы и методы

ПОО – это педагогический подход, в котором обучение строится на основе

решения проблем, возникающих в реальной жизни или смоделированных

ситуациях 6. Основные принципы ПОО [7]:



Проблемность: Обучение

начинается

с

представления

проблемы,

требующей решения.



Активность: Студенты

активно

участвуют

в

процессе

решения

проблемы, самостоятельно ищут информацию, выдвигают гипотезы и

проводят эксперименты.



Сотрудничество: Студенты работают в группах, обмениваются идеями и

совместно ищут решение проблемы.



Рефлексия: Студенты анализируют свой опыт решения проблемы,

выявляют ошибки и разрабатывают стратегии улучшения.

Методы ПОО включают в себя [8]: проблемные лекции, проблемные семинары,

кейс-стадии, проектную деятельность, исследовательские проекты.

2.3. Явления электромагнитной индукции: проблемные ситуации

Явления электромагнитной индукции предоставляют широкие возможности

для создания проблемных ситуаций, стимулирующих развитие критического

мышления студентов. Примеры проблемных ситуаций:



Почему при движении магнита относительно замкнутого контура

возникает электрический ток?



Как можно использовать явление электромагнитной индукции для

создания генератора электрического тока?



Какие факторы влияют на величину ЭДС индукции?

3. Методика исследования

3.1. Описание разработанной методики

Разработанная методика ПОО при изучении явлений электромагнитной

индукции включала в себя следующие этапы:

1.

Представление проблемной ситуации: Преподаватель представляет

студентам проблему, связанную с явлением электромагнитной индукции.

2.

Определение целей и задач: Студенты совместно с преподавателем

формулируют

цели

и

задачи,

которые

необходимо

решить

для

разрешения проблемной ситуации.

3.

Поиск информации: Студенты самостоятельно ищут информацию,

необходимую для решения проблемы, используя учебники, научные

статьи, интернет-ресурсы.

4.

Выдвижение гипотез: Студенты выдвигают гипотезы, объясняющие

явление

электромагнитной

индукции

и

определяющие

факторы,

влияющие на величину ЭДС индукции.

5.

Проведение

экспериментов: Студенты

проводят

эксперименты,

подтверждающие или опровергающие выдвинутые гипотезы.

6.

Анализ результатов: Студенты анализируют результаты экспериментов,

делают выводы и формулируют обоснованные заключения.

7.

Рефлексия: Студенты анализируют свой опыт решения проблемы,

выявляют ошибки и разрабатывают стратегии улучшения.

На каждом этапе студенты работали в группах, обменивались идеями и

совместно искали решение проблемы. Преподаватель выступал в роли

фасилитатора, направляя работу студентов и оказывая им необходимую

помощь.

3.2. Организация экспериментального исследования

Для экспериментальной проверки эффективности разработанной методики

было проведено исследование с участием студентов 3 курса по специальности

«Физика.

Математика».

Студенты

были

разделены

на

две

группы:

экспериментальную и контрольную. В экспериментальной группе обучение

проводилось с использованием разработанной методики ПОО, в контрольной

группе – с использованием традиционных методов обучения.

В начале и в конце эксперимента было проведено тестирование студентов

обеих групп с целью оценки уровня развития их критического мышления. Для

оценки критического мышления использовался тест «Watson-Glaser Critical

Thinking Appraisal». Также проводился анализ успеваемости студентов по

дисциплине “Физика”.

4. Результаты и обсуждение

Таблица 1. Результаты тестирования уровня развития критического мышления

студентов в экспериментальной и контрольной группах

Группа

Средний

балл

Стандартное

отклонение

Минимальный

балл

Максимальный

балл

Количество

студентов

Экспериментальная

85. 4

4.8

75

92

15

Контрольная

78.2

5.3

65

80

15

Таблица 2. Результаты успеваемости студентов по дисциплине «Физика» в

экспериментальной и контрольной группах

Группа

Средний

балл по

экзамену

Стандартное

отклонение

Количество

студентов

Экспериментальная

4.2

0.6

15

Контрольная

3.8

0.7

15

Анализ результатов показал, что в экспериментальной группе наблюдается

значительное повышение уровня развития критического мышления по

сравнению с контрольной группой. Также студенты экспериментальной группы

показали более высокую успеваемость по дисциплине “Физика”.

Полученные результаты свидетельствуют об эффективности разработанной

методики ПОО для развития критического мышления студентов при изучении

явлений электромагнитной индукции. Активное вовлечение студентов в

процесс решения проблем, самостоятельный поиск информации и проведение

экспериментов способствуют формированию у них навыков анализа, оценки и

интерпретации

информации,

выдвижения

гипотез

и

формулирования

обоснованных выводов.

5. Заключение

В

данной

статье

представлена

методика

проблемно-ориентированного

обучения, направленная на развитие критического мышления студентов при

изучении

явлений

электромагнитной

индукции.

Результаты

экспериментального исследования подтвердили эффективность предложенной

методики.

Разработанная методика может быть использована преподавателями физики

для повышения качества обучения и формирования у студентов универсальных

компетенций, необходимых для успешной профессиональной деятельности.

Дальнейшие исследования могут быть направлены на разработку и апробацию

методик ПОО для изучения других разделов физики и других дисциплин.

Список литературы

1.

Федеральный

государственный

образовательный

стандарт

высшего

образования.

2.

Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Краткий курс теоретической физики. – М.:

Наука, 1969.

3.

Barrows, H. S., & Tamblyn, R. M. (1980). Problem-based learning: An

approach to medical education. Springer Publishing Company.

4.

Facione, P. A. (2011). Critical Thinking: What It Is and Why It Counts. Insight

Assessment.

5.

Ennis, R. H. (1987). A taxonomy of critical thinking dispositions and abilities.

In J. B. Baron & R. J. Sternberg (Eds.), Teaching thinking skills: Theory and

practice (pp. 9-26). W. H. Freeman and Company.

6.

Hmelo-Silver, C. E. (2004). Problem-based learning: What and how do

students learn?. Educational Psychology Review, 16(3), 235-266.

7.

Albanese, M. A., & Mitchell, S. (1993). Problem-based learning: A review of

literature on its outcomes and implementation issues. Academic Medicine,

68(1), 52-81.

8.

Woods, D. R. (1994). Problem-based learning: How to gain the most from

PBL. Waterdown, Ontario: Donald R. Woods