§ 4. Проектирование учебно-воспитательного процесса на основе дерева целей.
Часть 1
   Рассмотрим, как на основе построенной модели можно подойти к началу проектирования учебно-воспитательного процесса по конкретной теме школьного курса физики, которое начинается с постановки системы педагогических целей.
   В качестве примера приведем возможный перечень формулировок педагогических целей, которые можно было бы поставить при проектировании изучения темы курса физики 11 класса "Электромагнитная индукция".
   Поскольку данный фрагмент работы носит иллюстративный характер, ограничимся в основном проецированием на область отношений субъекта и объекта общих и частных целей образовательного, воспитательного и развивающего характера, в основном тактического плана. При этом, понятно, что представленный перечень не будет являться полным. Он может и должен быть расширен за счет некоторых целей, формулирующихся по образу и подобию в нем представленных. Перечень может быть пополнен и за счет расширения области целеполагания, и за счет разработки ее дополнительных элементов. В то же время, перечень будет содержать и избыточные цели, включенные в него лишь на основе иллюстрационных соображений. К сформулированным целям сделаны комментарии.
Образовательные цели, связанные с формированием предметных знаний
- Сформировать у учащихся понятие электромагнитной индукции.
   "Сформировать понятие" не означает простой формулировки соответствующего определения. В ходе беседы с учениками устанавливается вид изучаемого знания, вспоминаются правила формирования понятий (через ближайший род и видовое отличие, описание, указание и т.д.) проводится выбор приемлемого правила и его применение к данному случаю. В приведенной формулировке цель спроецирована на область субъект-объектных отношений.
- Методом от противного подвести учащихся к правилу определения направления индукционного тока в замкнутом проводнике.
   Постановка данной цели необходима в связи с решением задачи построения логического конспекта, в котором в рамках сущностного аспекта описания явления электромагнитной индукции метод от противного будет выступать как гипотеза, выполняющая объяснительную и предсказательную функции.
- Организовать деятельность учащихся по применению метода аналогий к получению полного стандартного знания об индуктивности.
   Идея состоит в том, что на основе демонстрационного эксперимента будет исследована зависимость между величиной ЭДС самоиндукции и скоростью изменения тока в цепи. Опыт и ряд дополнительных рассуждений позволит записать выражение:
   Далее, после установления статуса полученного выражения, будет обращено внимание на его формальное сходство с выражениями вида
.
   Вспомнив правила чтения выражений такого вида, выявления физического смысла коэффициентов пропорциональности и получения их единиц, ученики должны будут самостоятельно применить данные правила к полученному выражению.
- Организовать самостоятельную работу учащихся с учебником физики по поиску информации об индукционных приборах.
   Предполагается, что к моменту реализации этой цели ученики уже знакомы с явлением электромагнитной индукции на качественном, количественном и сущностном уровнях. Кроме того, им продемонстрирована работа индукционных приборов - генератора тока, различного рода трансформаторов, индукционных тахометра и спидометра и т.д. Ученики знакомы и с обобщенным планом описания любого прибора и механизма. Задача состоит в том, чтобы они самостоятельно сумели вычленить из сложного учебного текста некоторую информацию и упорядочить ее в соответствии с заданной структурой.
Образовательные цели, связанные с формированием общенаучных знаний
- В ходе беседы с учащимися выявить структуру знания о явлении электромагнитной индукции (самоиндукции, индукционных приборах, электродвижущей силе индукции в движущихся проводниках).
   Постановка цели в предложенной формулировке прежде всего подразумевает, что совместная деятельность учителя и учащихся будет организована в форме беседы. В зависимости от уровня подготовки учащихся, беседа будет носить либо репродуктивный, либо частично-поисковый характер.
   Структура проектируемого к изучению материала может быть различной. Например, можно договориться рассматривать взаимоиндукцию, самоиндукцию, электродвижущую силу индукции как отдельные, относительно независимые физические явления. Соответственно, структура знания об этих явлениях может быть одинаковой и определяться соответствующим обобщенным планом описания любого физического явления. Индукционные приборы могут рассматриваться вне структуры знания о явлении и описываться согласно отдельному обобщенному плану описания прибора, механизма.
   Возможен и другой вариант. Изучаться будет единое явление электромагнитной индукции. В качестве исходных будут выступать опыты по взаимоиндукции, а явления самоиндукции и возникновения ЭДС индукции в движущихся проводниках будут предсказываться и в дальнейшем проверяться на этапе объяснения явления, выявления его сущности. Знание о приборах будет являться органической частью знания о явлении в аспекте его прикладного значения.
   Естественно, можно договориться выстраивать материал в соответствии с иными стандартными структурно-логическими схемами, в соответствии со структурой используемого учебника или в соответствии со структурой, которую ученик должен разработать самостоятельно.
- Актуализировать знания учащихся о методе аналогий и дать им возможность в основных чертах повторить применение этого метода в ранее изученных разделах курса физики.
   В данном разделе намечается проведение структурных аналогий при построении логических схем представления учебного материала и при формализованном анализе уравнений вида
- Сформировать у учащихся представление о сущности метода доказательства от противного.
   В данном разделе возможность познакомить учащихся с одним из общенаучных методов решения задач на материале физики в значительной мере является "счастливой случайностью", впрочем, появившейся здесь в результате целенаправленного поиска учителя. Подобных методов в науке не так уж и много. Данная цель сформулирована, чтобы оттенить мысль: если возникает малейшая возможность познакомить ученика с каким-либо общенаучным методом познания или общенаучным методом решения задач и проиллюстрировать этот метод на конкретно-предметном материале, этой возможностью не стоит пренебрегать. Более того, при проектировании учебно - воспитательного процесса учитель должен постоянно искать соответствующие возможности. Математика, на наш взгляд, в вопросе использования методов, охватывающих подходы к решению крупных классов задач, имеет если не существенно большие возможности, то существенно больший опыт. Чтобы понять, что это так, достаточно лишь назвать такие методы, используемые и обсуждаемые математиками, как метод Декарта, метод подобия, метод вспомогательных фигур, методы интерполяции и экстраполяции, метод суперпозиции, метод математической индукции. Пример достойный подражания!
- Восстановить в памяти учащихся логические связи между отдельными элементами знания о научной теории.
   Речь идет о схеме взаимосвязи исходных фактов, абстрактной модели-гипотезы, теоретических следствий и эксперимента в естественнонаучном познании [28, с.14].
- Актуализировать в памяти учащихся правила формирования понятий о производных физических величинах через ближайший род и видовое отличие.
   Подразумевается, что на ранних этапах проектирования учебно-воспитательного процесса учитель систематизировал (или познакомился с проведенной до него систематизацией) все уравнения элементарного курса физики по признаку общности выполняемых ими функций. В результате систематизации был выделен класс уравнений, с помощью которых определяется новая физическая величина. Таким образом был установлен соответствующий родовой признак для этого класса уравнений. Выделение подклассов величин, определяемых через произведение, отношение однородных и неоднородных величин, позволило установить их видовые признаки. На основании проведенной работы были разработаны правила системного усвоения знаний о каждом подклассе физических величин. Как показано в работах А.Н. Крутского [17, 18], чтобы знания ученика были осознанными, его следует учить не правилам, а методу системного усвоения знаний. Именно в этой связи и сформулирована вышеприведенная цель.
Цели, связанные с формированием опыта деятельности в стандартных ситуациях
- Предложить учащимся применить метод доказательства от противного к объяснению опыта по взаимодействию движущегося магнита с замкнутым алюминиевым кольцом.
   Если учитель познакомил учащихся с сущностью метода, далее возможны варианты: учитель сам иллюстрирует применение метода, учитель организует частично-поисковую деятельность учащихся по применению общего метода в конкретной ситуации, учитель предлагает учащимся применить метод для самостоятельного объяснения наблюдаемого явления. В данном случае проектируется третий вариант. В случае неудачи его реализации, будут использованы более мягкие для ученика варианты продвижения в направлении изучения материала, о чем свидетельствует одна из ранее поставленных целей.
- Предложить учащимся на основе наблюдения соответствующих демонстраций и согласно правилу формирования понятий через ближайший род и видовое отличие дать определения приборам, работающим на основе явления электромагнитной индукции.
   Первый пункт обобщенного плана описания прибора предполагает его название. Название можно просто сформулировать, можно вскрыть его происхождение, можно дать соответствующее определение. При самостоятельном определении нового понятия ученику необходимо построить классификационную таблицу и с ее помощью найти для определяемого понятия ближайший род и видовое отличие. Выполняя эту операцию ученик фактически определяет не одно, а сразу несколько смежных понятий. Кроме того, он овладевает методом формирования понятий, что существенно важнее, нежели простое знание изолированного понятия.
- Предложить учащимся, применив аналитический подход к решению задач, самостоятельно сделать вывод уравнения для расчета электродвижущей силы индукции, возникающей в движущемся проводнике.
   Здесь возможны варианты, определяемые различными методиками организации самостоятельной деятельности учащихся и методиками обучения школьников решению физических задач. Один из таких вариантов подразумевает построение учащимися на первом этапе решения поставленной задачи графов, аналогичных приведенным.
- Путем предъявления разноуровневых стандартных задач организовать деятельность учащихся по отработке умений применять вновь полученные и ранее приобретенные физические знания и знания о подходах к решению задач к расчету конкретных значений физических величин.
   Задачи, о которых идет речь, могут быть взяты как из стабильных сборников задач для средней школы, так и из различного рода пособий для поступающих в вузы.
Орган- изовать самостоятельную деятельность учащихся по формированию логического конспекта "Явление электромагнитной индукции".
   Обозначенный вид деятельности будет носить для ученика стандартный характер, если в его основу положить ориентировку (ООД) второго типа. В данном случае ученик должен знать, что такое логический конспект, быть знаком с правилами его построения и образцами по другим темам, иметь опыт построения аналогичных конспектов.
- Организовать репродуктивную, нормированную по времени деятельность учащихся по воспроизведению логического конспекта "Явление электромагнитной индукции" и построению по нему устного рассказа.
   Цель основана на представлении о том, что если ученик ранее получил готовый или построил собственный конспект, он его должен запомнить и уметь при необходимости воспроизвести за ограниченное, вполне определенное время. Но простого письменного воспроизведения конспективно представленного материала недостаточно ни для полноценного усвоения учебного материала учеником, ни для суждения со стороны учителя об уровне сформированности знаний ученика. Ученик должен уметь не только представлять информацию в свернутом виде, но и разворачивать ее с опорой на конспект в устной форме. При этом он должен владеть умением строить различные по наполнению содержанием устные тексты, как включающие только главное и существенное, так детализированные в соответствии с поставленной задачей.
Цели, связанные с формированием творческих способностей учащихся
- На основе наблюдения серии физических эффектов организовать самостоятельную деятельность учащихся по формированию одинаковых в структурном отношении логических схем и логических конспектов по темам "Самоиндукция", "Электродвижущая сила индукции в движущихся проводниках".
   При построении логических конспектов творческие способности ученика будут проявляться тем в большей мере, чем больше будет уровень его самостоятельности. Так, будучи знакомыми с различными планами описания различных видов научного знания, ученики могут иметь право выбора в вопросе представления структуры знания. Внутри блоков у ученика также имеется множество вариантов как для построения логических цепочек, так и для отбора содержания образовательного материала, включаемого в конспекты. Однако творчество необходимо и при выполнении незнакомой работы по строго обозначенной заявке. В данном случае предполагается наличие именно такой заявки.
- Подвести учащихся к уровню, когда бы они на основе наблюдения за процессом работы лампы дневного света (ЛДС) и ориентируясь на сформулированные требования к ее устройству, смогли бы самостоятельно разработать конструкцию системы зажигания ЛДС от осветительной сети, в основе которой использовались бы знания, полученные при изучении темы.
   Задание носит конструкторский характер и может выполняться как путем проб и ошибок, так и с использованием элементов теории решения изобретательских задач.
- Построить ход рассуждений по объяснению сущности явления электромагнитной индукции таким образом, чтобы учащиеся на основе наблюдения за процессом торможения сплошных проводников в магнитном поле смогли самостоятельно поставить конструкторские задачи и предложить варианты решения этих задач (возможные варианты: задачи, связанные с конструированием индукционной печи, индукционного тахометра, наборных пластин трансформаторов).
   Постановки подобных целей имеет большой смысл в случае, если при их достижении ищутся общие подходы к решению данного класса задач.
- Подвести учащихся к основному техническому противоречию и идее разрешения этого противоречия при постановке демонстрационного эксперимента по наблюдению фазовых соотношений в цепях переменного тока с использованием стрелочных электроизмерительных приборов. Дать возможность учащимся самостоятельно сформулировать это противоречие, поставить задачу и высказать идею ее разрешения.
   Данная цель сформулирована с некоторым опережением изучения учебного материала. Ее истинное место при проектировании изучения переменного тока. Именно там возникает проблема, которую обычно решает учитель: как с помощью стрелочных амперметра и вольтметра продемонстрировать сдвиг фаз в цепи переменного тока, содержащей реактивный элемент - конденсатор или катушку индуктивности. Дело в том, что имеющиеся в распоряжении источники переменного тока имеют высокую частоту-50 Гц. С такой частотой не могут колебаться стрелки приборов. За такой частотой колебаний не может уследить глаз человека. Источники тока относительно низкой частоты типа демонстрационного генератора переменного тока развивают на малой частоте такую мизерную ЭДС, что не обеспечивают сколь угодно видимого отклонения стрелок электроизмерительных приборов. Возникает задача: сконструировать источник переменного тока малой частоты, развивающий большую ЭДС. Естественно, предполагается, что у учителя имеется вариант решения этой задачи и после обсуждения проблемы он может на уроке собрать соответствующую установку и продемонстрировать необходимые эффекты.
