Abstract
The article presents an approach to classifying the ways available to a physics teacher to improve their implementation of an educational physical experiment. The possibility of applying the proposed classification as an addition to the existing theoretical foundations for improving some elements of the educational physical experiment system used in the teacher's work is illustrated.

Key words: educational physical experiment (UFE), classification of UFE improvement methods, theoretical foundations of UFE improvement.

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

Актуальность исследования обусловлена, с одной стороны, творческой потребностью учителя физики постоянно совершенствовать свою реализацию учебного физического эксперимента (УФЭ), а с другой стороны, типичной для этого процесса ситуативностью и неупорядоченностью. Планирование деятельности учителя по совершенствованию своей реализации УФЭ привносит в эту деятельность системный характер, однако затрудняется большим количеством вариантов действий, выбор последовательности которых, как правило, неочевиден.

В качестве наиболее близкой к решению рассматриваемой проблемы работы следует отметить статью Усольцева А.П. и др. [1]., в которой определен возможный облик системы УФЭ, применяемой учителем для организации изучения отдельного учебного раздела. Предложенные в статье методические подходы к отбору учебных опытов и определению последовательности их постановки на основе выявленных ранее принципов развития мышления [2] дают учителю понятный ориентир, позволяющий упорядочить процесс построения применяемой на своих уроках системы УФЭ. Ещё одно применение – оценка практической применимости новых идей в области совершенствования УФЭ [3;4].

Идея перехода от спонтанного формирования (как само собой разумеющегося результата проведения большого количества уроков), к целенаправленному построению и дальнейшему совершенствованию применяемой учителем системы УФЭ, может быть в значительной степени развита. Для этого требуется включить в спектр механизмов формирования и совершенствования системы УФЭ не только подбор подходящих под определенную методическую концепцию опытов и определение последовательности их постановки (что подробно рассмотрено в статье [1]), но и другие способы совершенствования УФЭ. Однако, реализация такого подхода затрудняется многообразием существующих способов совершенствования УФЭ, сложностью выбора наиболее подходящих.

Поэтому, в качестве дополнения к уже существующим теоретическим основам планирования работы учителя физики по формированию и совершенствованию системы УФЭ, применяемой на своих уроках, предлагается, полученный в ходе данного исследования, подход к классификации доступных учителю способов совершенствования УФЭ. Рассмотрим сущность предлагаемого подхода ниже.

В качестве основания для классификации способов совершенствования УФЭ предлагается использовать идею о том, что указанные способы могут быть сгруппированы по выделенным ниже ключевым аспектам УФЭ.

1. Перечень физических экспериментов, применяемых учителем.
   
   
2. Образовательные результаты, получаемые при помощи УФЭ.
   
   
3. Методы, техники и технологии УФЭ.
   
   
4. Педагогические и методические подходы к внедрению УФЭ в учебный процесс.
   
   
5. Оборудование, необходимое для организации УФЭ.

Изменения, вносимые в указанные выше ключевые аспекты УФЭ, и представляют собой обобщенные способы совершенствования УФЭ. В силу того, что поместить в рамках одной публикации подробное рассмотрение всех пяти пунктов списка, не представляется возможным, планируется разделить его на несколько публикаций. В данной статье сосредоточимся на втором пункте, наиболее связанном с нашими предыдущими исследованиями.

Изменение образовательных результатов, получаемых при помощи УФЭ может осуществляться разными способами и в разном контексте. В качестве примера может быть приведен переход от иллюстративной, к доказательной роли УФЭ [5]. Широко известно, что многие эксперименты могут быть использованы не только как средства наглядности, но и как инструменты активизации познавательной деятельности, например, через создание проблемной ситуации. В то же время, отмечается и возможность смещения акцента в образовательном процессе с содержательной составляющей на методологическую в том числе, в рамках экспериментальных задач [6].

В этой связи уместно представить найденный в ходе данного исследования способ увеличения доли метапредметных результатов применения УФЭ. В основе способа лежит локализация ранее разработанного подхода к целенаправленному обучению основам общеориентировочного анализа условия физической задачи [7] на лабораторные работы по физике в основной школе. Инструментами подхода являются приёмы фиксации ключевых рассуждений, приводящих к формированию идеи решения задачи. Если представить лабораторную работу, как экспериментальную задачу, то закрепить в сознании обучающихся следует рассуждения, объясняющие логику и последовательность действий, позволяющих достичь цели работы.

В качестве примера рассмотрим смещение акцента на получение метапредметных результатов в ходе организации лабораторной работы (ЛР) по исследованию зависимости силы упругости от удлинения пружины в 7 классе.

Предположим, учитель поставил следующие обучающие и развивающие цели урока, позволяющие получить предметные, метапредметные результаты соответственно (воспитательные цели не рассматриваем так как в данном примере фокусируемся на изменении соотношения между предметными и метапредметными результатами урока).

1. Обучающие цели (предметные результаты):

• повторение знаний о законе Гука и сущности понятия силы упругости;
  
  
• формирование умения измерять силу упругости и удлинение пружины;
  
  
• освоение графического представления результатов эксперимента и анализа полученных зависимостей;
  
  
• закрепление умения определять коэффициент жесткости пружины через опытную зависимость силы упругости от удлинения.

2. Развивающие цели (метапредметные результаты) состоят в формирования умений:

• формулировать цель исследования;
  
  
• планировать пути достижения цели через составление плана выполнения лабораторной работы;
  
  
• соотносить свои действия с планируемыми результатами посредством соотнесения своих действий с планом выполнения лабораторной работы;
  
  
• делать выводы на основе полученных экспериментальных данных.

Вариант 1. В случае, когда метапредметные результаты урока рассматриваются как сопутствующие, а учитель фокусирует все свое внимание на достижении предметных результатов, уже на следующих работах, связанных с исследованием зависимостей между физическими величинами, обучающиеся начинают испытывать ряд трудностей методологического характера. Так, педагогическое наблюдение показывает, что проявляются затруднения, связанные со следующими аспектами:

• отбор необходимого оборудования из всего предоставленного спектра (если обучающимся предоставлена возможность выбирать);
  
  
• формирование плана выполнения работы и соотнесение своих действий с этим планом (проявляется в непонимании того какие величины нужно измерять, сколько столбцов и строк сделать в таблице измерений, с какой величины начать измерения, зачем оценивать погрешности и куда их записывать ит.д.);
  
  
• формулирование выводов (проявляется в ставшем классическим для обучающихся основной школы вопросе «а что писать в выводе?»).

При этом умение формулировать цели ЛР, как показывает практика, усваивается практически сразу.

Указанные методологические затруднения препятствуют формированию способности к переносу полученных знаний на другие ситуации. Ещё один негативный эффект: ЛР превращается для обучающихся в набор никак не связанных между собой действий. Последнее, как показывают наблюдения, крайне негативно сказывается на познавательном интересе.

Вариант 2. Уменьшить масштаб образования подобных затруднений можно при условии, что учитель рассматривает ключевые методологические умения, освоение которых закреплено в развивающих целях урока, не как полезный побочный продукт выполнения ЛР, а как результат целенаправленной деятельности. При таком подходе учитель ставит перед собой задачу акцентировать внимание обучающихся на ключевых рассуждениях, определяющих структуру выполнения ЛР, то есть такие её этапы как постановка цели на основе названия работы; подбор оборудования; формирование вывода и др.

Для выявления обучающимися и закрепления в их сознании обозначенных ключевых рассуждений традиционно применяются такие приемы как: нумерация действий, запись основных элементов ЛР (например, цель работы, приборы и материалы, вывод), изображение схематичного рисунка с основными этапами работы. Однако эти способы ограничены с точки зрения выявления для обучающихся рассуждений, позволяющих определить облик экспериментальной установки, таблицы данных или сформулировать вывод. В этой связи уместно использовать эвристическую беседу, вопросы или задания для размышлений, которые, однако, сложнее применять системно. Ниже предлагаем возможный вариант системы вопросов, нацеленных на выявление ключевых рассуждений, производимых в ходе ЛР:

1. Какая может быть цель у работы с таким названием?
   
   
2. Почему выбраны именно такие приборы? Как данный прибор поможет достичь цели работы?
   
   
3. Какие измерения нужно произвести, чтобы достичь цели? Сколько требуется измерений, чтобы понять: зависит ли одна величина от другой?
   
   
4. Зачем проводились измерения данных величин? Какова была цель работы?

Системообразующим фактором здесь являются постоянные отсылки к цели работы.

Преимущество подобной системы вопросов – предоставляемая обучающимся возможность самостоятельно произвести рассуждения, необходимые для проведения эксперимента. Ключевой недостаток – дополнительные затраты времени, которые учитель может себе позволить в полном объеме только в случае, когда обучающиеся не испытывают затруднений предметного характера, без устранения которых невозможно продолжать выполнение работы. Главный результат – без изменения целей урока, увеличена доля получаемых метапредметных результатов. При этом повышение познавательного интереса, являющееся следствием осознания обучающимися структуры исследовательской деятельности и своей способности к её применению, дает положительный эффект уже в области предметных результатов на следующих ЛР исследовательского характера.

Наблюдения, проводимые нами в ходе работы в ГБОУ школа № 174, с 2022 по 2026 гг. показывают результативность представленного подхода в вопросе преодоления и предупреждения возникновения затруднений обучающихся, связанных с пониманием логики учебных исследований, производимых в ходе лабораторных работ и других видов УФЭ.

Подводя итоги, можно сделать следующие выводы.

1. В настоящей работе предложен подход к классификации способов совершенствования УФЭ позволяющий объединить их в 5 групп – обобщенных способов совершенствования УФЭ. Такая классификация может облегчить ориентирование в накопленных на данный момент сведениях о способах совершенствования УФЭ, а следовательно, и планирование деятельности учителя по совершенствованию своей реализации УФЭ, что подтверждено при помощи метода экспертных оценок.
   
   
2. В ходе исследования найден и апробирован вариант совершенствования учителем своей реализации лабораторного эксперимента, через изменения, вносимые в подходы к получению разных видов образовательных результатов, достигаемых при помощи данного вида УФЭ.