Abstract
The article presents an analysis of the current situation in the field of school physics experiment and its training in the following aspects: equipment of physics classrooms in modern schools, equipment with methodological literature, the concept of teaching students - future teachers. The results of the study made it possible to develop proposals for modernizing the methodology of teaching a school physical experiment. Taking into account the historical context of the features of the process of introducing a physical experiment into education, the needs of a modern school and the results of the study, at the moment the concept of the entire laboratory workshop on a school physical experiment for undergraduate and graduate students has been revised. The filling of tasks was developed on the basis of the principle of sufficiency, the use of an advanced level of mathematical apparatus, the renewal of educational equipment, which allows for a gradual movement from the reproductive level to the creative one.

Key words: school physics experiment, teaching physics, laboratory workshop, school equipment, students.

----------------

Каждый раз на рубеже смены эпох происходит смена приоритетов в подготовке подрастающего поколения, системах обучения и его содержании. Физика как самостоятельный учебный предмет в России появилась с распространением гимназического образования в начале XIX в. С этого же периода можно говорить о формировании методики обучения физике. Чтобы двигаться вперед, необходимо отчетливо представлять то, что уже пройдено, тем более, что многие методические новации сегодняшнего дня имеют свои прообразы в прошлом опыте [1]. На протяжении всей истории становления методики обучения физике как науки встречались «латентные периоды», когда тот или иной эффективный метод обучения как будто бы забывался, чтобы впоследствии возродиться вновь.

В настоящее время происходит перестройка обучения физике в средней школе, уточняются цели и задачи обучения, совершенствуются методы, внедряются новые технологии и технические средства обучения. Обращение к опыту прошлого позволяет более четко выделить тенденции ее развития, выбрать наиболее устойчивые и перспективные модели в рамках предметного обучения, избежать типовых педагогических ошибок.

Важной составной частью обучения физике является школьный физический эксперимент, основы методики которого начали формироваться к концу ХIХ в. Тогда же впервые стали предъявлять новые требования к качествам преподавателей физики, среди которых умение ставить классные опыты и практические работы с учащимися выходит на первый план.

В XX веке выработке экспериментальных умений учителя физики уделялось достаточно большое внимание: при подготовке в педагогических вузах, на курсах повышения квалификации, в специализированных методических журналах, в отдельных изданиях.

К сожалению, на рубеже XX-XXI вв методика школьного физического эксперимента оказалась в длительном периоде застоя, несмотря на появление значительных достижений техники и технологий. Это связано и с неравномерностью обновления приборного парка в школах, и с недостаточностью современной методической литературы, и со сложившимся подходом к экспериментальной подготовке в педагогических вузах.

В связи с этим в настоящее время требуется актуализация не только самого школьного физического эксперимента, но и методики его освоения будущими учителями физики. Чтобы выработать предложения для ее изменения, нами был проведен ее анализ по следующим аспектам:

1. Подготовка современных школ к проведению экспериментальной работы в физических кабинетах по критериям:

• Состав и использование демонстрационного оборудования;
   
• состав и использование лабораторного оборудования;
   
• наличие вспомогательного персонала, владеющего техникой постановки школьного физического эксперимента (лаборанта).

Анализ имеющегося оборудования включал в себя изучение производителей и поставщиков учебного оборудования в образовательное учреждение; возраст используемых приборов и его вид (аналоговое, цифровое или виртуальное); частота использования в учебном процессе.

Наличие вспомогательного персонала даёт понять, на что рассчитывать молодому специалисту: будет ли оказана ему помощь при подготовке оборудования и различных опытов, или он должен организовывать всё самостоятельно.

На основании выделенных критериев была составлена анкета для учителей, которую заполнили более 40 учителей школ Санкт-Петербурга.

Анкетирование показало:

• Большинство опрошенных (90,5%) указали, что в их школах преобладает аналоговое оборудование, поэтому изучение школьного эксперимента на его основе нельзя совсем исключать из подготовки будущих специалистов, но и ориентироваться только на него (особенно произведенное до 2000 г) тоже было бы недальновидно. Учитывая, что из новых образцов наиболее распространено оборудование фирмы L-micro, для экспериментальной подготовки студентов бакалавриата - будущих учителей физики - лучше использовать именно его или аналогичное.
   
• Цифровое оборудование для проведения школьного физического эксперимента до сих пор, несмотря на усилия по оснащению школьных кабинетов физики, составляет 42%, что довольно мало. В рамках основной школы, где в большей степени демонстрируются достаточно простые физические явления, цифровое оборудование представлено в меньшей степени, чем в старшей школе.

Таким образом, например, при обучении бакалавров, которые ориентированы на дальнейшую работу в основной школе, цифровые приборы будут использованы в меньшей степени. Тогда при обучении в магистратуре студенты должны будут освоить не только демонстрационный и лабораторный эксперимент для старшей школы, но и научиться использовать цифровое оборудование для проведения школьных исследований и проектов.

• В большинстве школ отсутствует вспомогательный персонал для подготовки демонстрационного и лабораторного эксперимента, что означает, что учитель, как и в XIX веке, должен уметь всё делать сам.

2. Оснащенность методической литературой по методике и технике школьного физического эксперимента.

Методика обучения школьному физическому эксперименту должна сопровождаться современным комплексом методической литературы. Но в современной России наблюдается ее острый дефицит и старение, так как большинство книг было издано до 90-ых годов XX века, а в последствии переиздано без изменений [2-5].

Методички с описанием более современного школьного физического эксперимента, как правило, но не всегда, прилагаются к комплекту поставляемого оборудования, то есть фактически представляют собой инструкцию по сборке и не обладают универсальностью в применении.

Это означает, что молодым учителям для подготовки занятий необходимо изучить ряд либо устаревших, либо иностранных изданий, описывающих опыты с использованием оборудования, вышедшего из эксплуатации или отсутствующего на территории Российской Федерации [6] и практически составить свой каталог опытов, демонстраций и лабораторных работ, которые можно реализовать на имеющемся в его распоряжении оборудовании.

3. Концепция обучения студентов - будущих учителей методике школьного физического эксперимента.

Рассматривая этот вопрос в исторической ретроспективе, можно заметить, что в конце XIX в освоение умения проводить классные опыты и практические работы было инициативным делом конкретного учителя, которое осуществлялось в рамках физического образования в университете и путем самообразования с помощью литературы.

В педагогических вузах советской школы обучение будущих учителей методике обучения физике, и в том числе методике школьного физического эксперимента, реализовывалось в логике построения школьного курса физики по ступенчатому принципу [7]. Ступенчатое построение курса состоит в том, что в зависимости от трудности некоторые разделы или темы курса входят только в первую ступень, не повторяясь во второй; другие изучаются только во второй ступени, и есть разделы и темы, материал которых распределен между обеими ступенями. Поэтому вначале изучалась техническая база – приборы общего назначения, затем эксперимент школьного курса физики 1 ступени (демонстрационный и лабораторный) и эксперимент для второй ступени (демонстрационный и лабораторный).

В настоящее время структурирование школьного курса физики осуществляется по концентрическому принципу – основная и старшая школа.

Важнейшими направлениями решения проблемы должны стать:

• Обновление содержания лабораторного практикума по школьному физическому эксперименту для студентов бакалавриата и магистратуры;
   
• обновление методических пособий по обучению школьному физическому эксперименту с учетом актуального уровня оснащения школьных кабинетов и современных требований к образовательному процессу.

При определении тематики работ по методике школьного физического эксперимента выявилось противоречие между объемом экспериментальных умений и навыков, который нужно освоить будущим учителям физики, и учебным временем, которое отводится в образовательной программе бакалавриата для этой цели в рамках курса «Теория и методика обучения физике». Поэтому содержание практикума было структурировано не по концентрам и не по ступеням, а по темам школьного курса физики, в рамках которых разделялось два больших блока: лабораторные работы и демонстрационный эксперимент.

Далее потребовалось решить вопрос о том, как отразить в содержании практикума в заданных временных рамках разнообразие имеющихся на тот момент учебно-методических комплексов (далее УМК) по физике. Несмотря на то, что сейчас уже принято решение об унификации используемых учебников и соответствующих УМК, было бы неправильно не воспользоваться методическими разработками в области школьного физического эксперимента других авторов. В связи с этим после анализа учебно-методических комплексов по физике за 7-9 классы с точки зрения представленности в них школьного физического эксперимента, было принято решение опираться на два самых наполненных. В УМК О. Ф. Кабардина достаточно много практических и творческих заданий для реализации их в виде практической или исследовательской деятельности [8]. В УМК А. В. Грачёва используется достаточно серьёзная математическая база при обработке результатов фронтальных лабораторных работ [9]. Всё это отразилось при создании практикума.

Кроме того, нужно было выбрать вариант построения практикума: или в логике школьной программы, хронологически следуя за изучением тем по классам основной школы, или по разделам физики, варьируя уровень трудности заданий. Первый вариант хорош тем, что в результате студент может освоить поурочное экспериментальное сопровождение. Однако этот вариант требует значительных временных затрат. Кроме того, постоянные изменения в системе образования, в федеральном государственном образовательном стандарте, переход к обучению по единому УМК требуют более универсального и экономичного подхода, поэтому было принято решение остановиться на втором варианте. Таким образом, будущий учитель физики успеет освоить школьный физический эксперимент не только для 7-9 классов, но и частично для 10-11, что будет существенным ресурсом при необходимости преподавания физики в старших классах.
Учитывая различные способности и склонности студентов к экспериментальной работе, потребовалось реализовать в обучении дифференцированный и разноуровневый подходы, чтобы не только формировать необходимые учителю физики экспериментальные навыки, но и стимулировать творческое отношение к экспериментальной деятельности, а также давать почву для размышлений над творческими проектами.

Разноуровневый подход был реализован по принципу достаточности в рамках модели, содержащей совокупность всех неповторяющихся практических работ и заданий разного уровня сложности для освоения методики и техники школьного физического эксперимента, которые комбинируются в комплексы, включающие обязательные и дополнительные опыты, задания из практической части основного государственного экзамена и некоторые экспериментальные олимпиадные задачи.

Для реализации этой модели подходит построение системы заданий для обучения школьному физическому эксперименту, в которой в каждом последующем задании содержится меньше вспомогательной информации, чем в предыдущем, тем самым осуществляется постепенный переход от репродуктивных заданий к творческим [10].

Таким образом, учитывая исторический контекст особенностей процесса внедрения физического эксперимента в обучение, потребности современной школы и результаты проведенного исследования, на данный момент пересмотрена концепция всего лабораторного практикума по школьному физическому эксперименту для студентов бакалавриата и магистратуры. Разработано наполнение заданий на основе принципа достаточности, использования математического аппарата углублённого уровня, обновления учебного оборудования, позволяющего осуществлять постепенное движение от репродуктивного уровня к творческому.

На данный момент уже актуализировано и апробировано содержание лабораторного практикума по методике школьного физического эксперимента для студентов бакалавриата направления «Физическое образование» с учётом обновленной материальной базы кафедры и возможностей сотрудничества с Технопарком РГПУ им. А.И. Герцена.

Литература

1. Бражников М.А., Пурышева Н.С. Становление методики обучения физике в России как педагогической науки и практики. – М.: Прометей, 2015. - 505(1) с.

2. Шутов, В. И. Эксперимент в физике : практическое пособие / В. И. Шутов, В. Г. Сухов, Д. В. Подлесный. – Москва : Физматлит, 2005. – 184 с.

3. Анциферов Л.И. Пищиков И.М. Практикум по методике и технике школьного физического эксперимента : учебное пособие для студентов пед. ин-тов по физ.-мат. спец. / Анциферов Л.И. Пищиков И.М., Москва:, 1984. 219–225 c.

4. Горячкин Е.Н. Методика преподавания физики в семилетней школе. Том 2. Методика и техника физического эксперимента. - М.: Учпедгиз, 1948. - 528 с.

5. Знаменский П.А. Лабораторные занятия по физике в средней школе. Часть первая. - 6-е изд. - СПб.: Учпедгиз, 1955. - 324 с.

6. Федеральный закон "О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд" от 05.04.2013 N 44-ФЗ // Собрание законодательства Российской Федерации. - с изм. и допол. в ред. от 15.08.2023 г.

7. Основы преподавания физики в средней школе / В.Г.Разумовский, А.И.Бугаев, Ю.И.Дик и др. Под ред. А.В.Перышкина. – М.: Просвещение, 1984 г. -398 с.

8. УМК Физика. Кабардин О.Ф. Архимед (7-9) // Просвещение. URL: https://prosv.ru/umk/physics-arkhimed.html [Дата обращения 01.08.2023]

9. Линия УМК А. В. Грачева. Физика (7-9) // Корпорация Российский учебник. URL: https://rosuchebnik.ru/kompleks/umk-liniya-umk-a-v-gracheva-fizika-7-9/ [Дата обращения 01.08.2023]

10. Дудина Е. М. [и др.]. Экспериментальный метод в обучении физике / Е. М. Дудина, И. М. Дудина, Е. А. Каршкарова, Б. А. Комаров, А. В. Сергеев, Санкт-Петербург:, 2012. 132 с. : ил. c.

Рекомендовано к публикации:
А.А.Ахаян, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

Literature

1. Brazhnikov M.A., Pury`sheva N.S. Stanovlenie metodiki obucheniya fizike v Rossii kak pedagogicheskoj nauki i praktiki. – M.: Prometej, 2015. -505(1) s.

2. Shutov, V. I. E`ksperiment v fizike : prakticheskoe posobie / V. I. Shutov, V. G. Sukhov, D. V. Podlesny`j. – Moskva : Fizmatlit, 2005. – 184 s.

3. Ancziferov L.I. Pishhikov I.M. Praktikum po metodike i tekhnike shkol`nogo fizicheskogo e`ksperimenta : uchebnoe posobie dlya studentov ped. in-tov po fiz.-mat. specz. / Ancziferov L.I. Pishhikov I.M., Moskva:, 1984. 219–225 c.

4. Goryachkin E.N. Metodika prepodavaniya fiziki v semiletnej shkole. Tom 2. Metodika i tekhnika fizicheskogo e`ksperimenta. - M.: Uchpedgiz, 1948. - 528 s.

5. Znamenskij P.A. Laboratorny`e zanyatiya po fizike v srednej shkole. Chast` pervaya. - 6-e izd. - SPb.: Uchpedgiz, 1955. - 324 s.

6. Federal`ny`j zakon "O kontraktnoj sisteme v sfere zakupok tovarov, rabot, uslug dlya obespecheniya gosudarstvenny`kh i municzipal`ny`kh nuzhd" ot 05.04.2013 N 44-FZ // Sobranie zakonodatel`stva Rossijskoj Federaczii. - s izm. i dopol. v red. ot 15.08.2023 g.

7. Osnovy` prepodavaniya fiziki v srednej shkole / V.G.Razumovskij, A.I.Bugaev, Yu.I.Dik i dr. Pod red. A.V.Pery`shkina. – M.: Prosveshhenie, 1984 g. -398 s.

8. UMK Fizika. Kabardin O.F. Arkhimed (7-9) // Prosveshhenie. URL: https://prosv.ru/umk/physics-arkhimed.html [Data obrashcheniya 01.08.2023]

9. Liniya UMK A. V. Gracheva. Fizika (7-9) // Korporacziya Rossijskij uchebnik. URL: https://rosuchebnik.ru/kompleks/umk-liniya-umk-a-v-gracheva-fizika-7-9/ [Data obrashcheniya 01.08.2023]

10. Dudina E. M. [i dr.]. E`ksperimental`ny`j metod v obuchenii fizike / E. M. Dudina, I. M. Dudina, E. A. Karshkarova, B. A. Komarov, A. V. Sergeev, Sankt-Peterburg:, 2012. 132 s. : il. c.