Цель исследования состоит в разработке и обосновании модели обучения физике бакалавров направления «Биотехнические системы и технологии», позволяющей формировать метапредметное инженерное мышление в ходе изучения физики в вузе. Автором отстаивается точка зрения о необходимости и целесообразности интеграции биотехнической, медико-биологической и физико-математической областей знания как фундаментального и прикладного содержания физики, изучаемой будущими биомедицинскими инженерами в вузе. На основе анализа современных тенденций, наметившихся в инженерной подготовке по физике в вузах России, автором предпринята попытка разработать модель обучения физике бакалавров направления подготовки «Биотехнические системы и технологии», которая включает три основные составляющие: физико-математическая, биотехническая, медико-биологическая. Первая составляющая предполагает формирование основы фундаментальных знаний о физических законах и методах математического моделирования, обеспечивая возможность анализа биосистем и биообъектов. Вторая составляющая ориентирует на применение знаний для разработки и анализа технических устройств, используемых в области ремонта и эксплуатации медицинской аппаратуры, а также на формирование практических навыков, необходимых для работы с техническими устройствами. Третья составляющая нацелена на изучение влияния физических факторов на живые организмы и принципы работы медицинского оборудования, замыкая цикл от теории к практическому применению. В статье приведены примеры физических задач, способствующих развитию метапредметного инженерного мышления у студентов, изучающих физику в контексте будущей профессиональной деятельности.
В статье представлены первые итоги реализации пилотного проекта в МПГУ, направленного на модернизацию профессиональной подготовки учителей физики и информатики. Описана концепция подготовки, соответствующая научно-технологическому развитию страны и вызовам международной арены в области техники и технологий. На основе этой концепции и проекта «Новая физика» предложено новое содержание образовательной программы базового высшего образования по направлению 44.03.01 Педагогическое образование, специальность «Физика и Информатика». При реализации программы делается акцент на индивидуальные особенности студентов, современные методики и технологии обучения и диагностики результатов. Обучение будущих учителей физики и информатики по дисциплинам предметной подготовки дополняется содержательными технологиями обучения.
В статье рассмотрена модель модульной программы по физике для студентов направления базового педагогического образования «Физика и информатика» и ее апробация в Институте физики, технологии и информационных систем МПГУ. Образовательная программа была разработана в рамках выполнения НИР по заданию Министерства просвещения РФ, и ее целью была разработка и реализации концепции методической системы обучения физике школьников и студентов педагогического вуза в высокотехнологичной образовательной среде. Представлены результаты апробации методической системы обучения студентов первого курса физике и анализу достигнутых образовательных результатов учащихся в процессе выполнения экспериментальных заданий по физике с использованием высокотехнологичного оборудования. Было организовано погружение студентов, проходящих обучение по новой методике, в профессиональную деятельность. Отмечено, что организация модульной образовательной технологии, использование задачных технологий, корректировка содержания основного физического образования, создание нелинейных модулей позволяют обучаемым как студентам, так и школьникам формировать необходимый уровень представлений о физической картине мира, позитивную социализацию, запускает исследовательскую активность, способствует самостоятельному поиску способа решения задач, вызывает мотивацию к освоению знаний.
В статье представлены результаты анализа понятия «естественнонаучный учебный текст», определено общее и особенное учебного текста, текста параграфа учебника и текста научно-популярной статьи; рассмотрены типы естественнонаучных текстов. В работе проанализированы вопросы естественнонаучной грамотности учащихся в контексте умений, формируемых при работе с естественнонаучным учебным текстом, при этом особый акцент был сделан на формировании в школе основ естественнонаучной грамотности и на ее связи с читательской грамотностью. Были проанализированы существующие учебные пособия и хрестоматии, содержащие фрагменты классических научных исследований. На примере работ Р. Бойля и Э. Мариотта были показаны пути адаптации научных текстов и создания к ним методического сопровождения в виде вопросов и заданий с целью формирования у учащихся представлений о научном исследовании (целях, ходе проведения, возникающих трудностях, получаемых результатах). В работе ставится вопрос о создании особых хрестоматий по физике, в которых будут собраны разные типы текстов как для обучения, так и для контроля сформированности умений, в том числе входящих в область естественнонаучной грамотности.
Приведены результаты исследования биографии и методического наследия профессора И. И. Соколова. Жизненный путь одного из основателей кафедры теории и методики обучения физике МПГУ, прошедшего через две революции и непростые тридцатые годы ХХ в., рассмотрен под углом зрения воспитания ценностей и традиций у будущих учителей физики. Показана роль разнообразия впечатлений детства, а также традиций семьи, увлечений и занятий юности в формировании профессиональных черт учителя. В работе широко представлены фотографии из личного архива Соколова и фотографии эпохи, позволившие визуализировать основные этапы биографии и рассмотреть становление личности ученого на фоне истории страны. Выявлены черты учебника физики Соколова для средней школы, переизданного в XXI в., представляющие интерес для современной методики. Проанализирован вклад ученого в становление методики физики как науки.
Изложены результаты дидактического исследования демонстрационной установки для введения основных понятий поляризации света. Установка включает светодиодный фонарь, поляризатор, фотодиодный датчик линейно поляризованного света и электрон но-механический блок, обеспечивающий поворот двойной стрелки на валу сервомотора, соответствующий повороту плоскости поляризации света. Проектная деятельность студентов и школьников по созданию, налаживанию и исследованию подобной установки отличается наукоемкостью, имеет практическую значимость и способствует развитию инженерных компетенций обучающихся.
В статье обсуждаются задачи повышенного уровня сложности на законы термодинамики, в том числе, нестандартной формы, и методы их решения. Подчеркивается, что при внимательном разборе и понимании задач для их решения оказывается достаточно материала школьного курса математики.
Выявлено противоречие между значимостью фундаментальных понятий свободного и связанного зарядов для элементарного курса физики и отсутствием простого и убедительного эксперимента для их введения и формирования. Устранение этого противоречия достигается постановкой в классе серии демонстрационных опытов с электрофором и неоновой лампой.
В статье представлен анализ междисциплинарного взаимодействия физики и математики в проекции на школьное образование. Рассматривается междисциплинарность в широком смысле и возможности реализации междисциплинарного подхода в рамках предметного обучения, в котором выделяются содержательный и организационный компоненты. Проблемы междисциплинарного взаимодействия физики и математики как учебных предметов рассмотрены с гносеологической, дидактической, психологической и методической позиций. Показаны возможности их учета в предметном обучении с целью формирования мировоззрения выпускников средней школы и выделены ресурсы, недостаточно используемые для целостной физико-математической подготовки обучающихся.
В статье рассматривается совокупность наиболее важных аспектов определенных методик преподавания физики, основной целью которых является развитие логического мышления обучающихся, развитие памяти и воображения, овладение знаниями, воспитание самостоятельности и чувства уверенности, а также методы и средства повышения интереса к изучению физики. Описанные приемы ведения урока и подачи материала становятся для педагога инструментом владения вниманием слушателей и собственным взглядом на исследование, а для учеников - запоминающимся опытом и интересными занятиями в школе.