У дисертації вперше запропоновано методичну систему компетентнісно орієнтованого навчання квантової фізики в закладах середньої освіти III ступеня на основі розвитку критичного мислення з використанням інноваційних освітніх технологій. Уперше запропоновано напрями практичної реалізації методичної системи через застосування сучасних компетентнісно орієнтованих технологій навчання: розвитку критичного мислення, мобільного навчання, інтерактивних технологій кооперативного навчання, змішаного навчання. У рамках даної методичної системи запропоновано нову модель вивчення квантової фізики, що сповідує гіпотетико-дедуктивну концепцію пізнання, засновану на критичному раціоналізмі. Уперше запропоновано структуру предметної компетентності з квантової фізики, яка враховує особистісну та соціальну значимість компетентності для учнів ліцеїв. Уперше запропоновано реалізацію технології змішаного навчання через інтеграцію моделей «електронне навчання доповнює аудиторне» (face-to-face driver) та «чергування електронного і традиційного» (rotation). Використано Google Classroom в якості LMS (Learning Management System). Показано, що застосування Classroom дозволяє застосовувати мобільне навчання та змішане навчання як хмарно орієнтованих технологій. За допомогою Classroom мобільне навчання стає не лише методичним підходом із застосування мобільних пристроїв та відповідних доданків, а технологією, що має всі ознаки технологічності навчального процесу: цілі, які віддзеркалюють знаннєвий компонент, практичні уміння й навички, досвід застосування набутих знань і вмінь у життєвих ситуаціях, ціннісні ставлення, сформовані в освітньому процесі та наперед запланований результат навчання. Уперше на високому рівні опрацьовано методичні аспекти застосування мобільних пристроїв на уроках фізики, зокрема при вивченні квантової фізики в 11 класі.
У диссертации впервые предложена методическая система компетентностно ориентированного обучения квантовой физике в учреждениях среднего образования ІІІ ступени на основе развития критического мышления с использованием инновационных образовательных технологий. Впервые предложены направления практической реализации методической системы путём применения современных компетентно ориентированных технологий обучения: развитие критического мышления, мобильного обучения, интерактивных технологий кооперативного обучения, смешанного обучения. У рамках данной методической системы предложена новая модель изучения квантовой физики в старшей школе, основанная на гипотетико-дедуктивном подходе в познании, который основан на критическом рационализме. Методическая система обучения квантовой физики в заведениях общего среднего образования III ступени, базируется на теоретической модели и дидактическом проекте. Дидактический проект позволяет реализовать теоретическую модель на практике. Теоретическая модель соответствует следующим критериям: целеполагание; направленность; технологичность; методологичность. Целеполагание предполагает несколько этапов: определение декларативной цели ‒ формирование компетентностей на основе технологии развития критического мышления; формулировка конкретной цели ‒ формирование предметной компетентности по квантовой физике, ключевой компетентности умение учиться на протяжении жизни и сквозного умение критически мыслить; отбор технологий обучения в соответствии с выбранными целей (декларативной и конкретной): интерактивные технологии кооперативного обучения; технология развития критического мышления; технология мобильного обучения; технология смешанного обучения. Направленность методической системы определяет выбор соответствующей стратегии обучения: замена знаниевой парадигмы на компетентностный подход, который реализуется через применение соответствующих технологий обучения и учёта парадигмы критического рационализма. Технологичность методической системы обеспечивается во-первых, применением вышеупомянутых компетентно ориентированных технологий обучения; во- вторых, разработанной технологией проектирования подсистемы по формированию предметной компетентности по квантовой физике. С этой целью определена содержательная компонента предметной компетентности в части квантовой физики; определены функции компетенций в обучении квантовой физики; определена структура учебной компетентности по квантовой физике (название, тип, объекты, способы деятельности относительно выбранных объектов) определено дерево компетенций. Критерий «методологичность методической системы» означает ее соответствие современным методам исследования физической науки, которые концептуально соответствуют идеям критического рационализма, а в методической плоскости реализуются через гипотетико-дедуктивную схему обучения. Впервые предложена структура предметной компетентности по квантовой физике, которая учитывает личностную и социальную значимость
компетентности для учащихся старших классов. У рамках представленной методической системы, предложена структурно-логическая схема понятия «образовательная компетентность»: 1) научное понятие (или система понятий) 2) предметные навыки и умения, связанные с соответствующим физическим понятием (или системой понятий) у решении практических задач; 3) опыт ученика с оперирования данным понятием или системой понятий у решении практических задач; 4) ценностное отношение ученика к системе приобретенных понятий.
Впервые доказано, что для успешного формирования знаний по квантовой физике следует использовать гипотетико-дедуктивный подход, который у философском контексте основан на критическом рационализме. При этом условии более целесообразной является следующая гипотетико- дедуктивная модель образовательного процесса: Проблема ‒ Гипотеза ‒ Рациональная критика ‒ Выбор гипотезы ‒ Рациональная критика новой теории ‒ Новая проблема. Доказано, что новая логико-структурная модель технологии обучения квантовой физики ориентирует на методику преподавания квантовой физики, при которой демонстрационный эксперимент и использование наглядности призвано не для накопления чувственного опыта как при эмпирически-индуктивном обучении, а для обогащения процесса рациональной критики с целью проверки гипотез.
Впервые предложено реализацию технологии смешанного обучения через интеграцию моделей «электронное обучение дополняет аудиторные занятия» (face-to-face driver) и «чередование электронного и традиционного обучения» (rotation). Предложено использовать Google Classroom в качестве LMS (Learning Management System). Показано, что применение Classroom позволяет применять мобильное обучение и смешанное обучение как компетентносно ориентированные технологии обучения. С помощью Classroom мобильное обучение становится не только методическим подходом по применению мобильных устройств и соответствующих слагаемых, а технологии, которая имеет усе признаки технологичности учебного процесса: цели, отражающие содержательный компонент, практические умения и навыки, опыт применения приобретённых знаний и умений у жизненных ситуациях, ценностные отношения, сложившиеся в образовательном процессе и заранее запланированный результат обучения. Впервые на более высоком уровне исследованы методические аспекты применения мобильных устройств на уроках физики, у частности при изучении квантовой физики в 11 классе. Педагогический эксперимент подтвердил эффективность разработанной методической системы обучения квантовой физики (квантовой оптики, строения атома, атомного ядра и элементарных частиц).
In the dissertation for the first time the methodical system of competence- oriented teaching of quantum physics in establishments of secondary education of the III degree on the basis of development of critical thinking with use of innovative educational technologies is offered. In the dissertation the theoretical and methodical principles of training of quantum physics in the high school on the basis of the development of critical thinking are proposed for the first time. For the first time, the directions of practical implementation of the methodical system were proposed through the application of modern competence-oriented learning technologies: the development of critical thinking, mobile learning, interactive technologies of cooperative learning, mixed learning. In the framework of this methodical system, a new scheme for the study of quantum physics in the high school, which professes a hypothetical-deductive concept of cognition based on critical rationalism, is proposed. For the first time, the implementation of mixed learning technology has been proposed through the integration of «face-to-face driver» and «rotation» alternatives.
Google Classroom is used as LMS (Learning Management System). It has been shown that Classroom uses mobile learning and blended learning as cloud-based technologies. With Classroom, mobile learning is not only a methodological approach to the use of mobile devices and related terms, but a technology that has all the hallmarks of the learning process: goals that reflect the knowledge component, practical skills and abilities, the experience of using acquired knowledge and skills in life situations, value attitudes formed in the educational process and the planned learning outcomes. For the first time at a higher level, the methodical aspects of the use of mobile devices in physics classes were worked out, in particular, in the study of quantum physics in the 11th form. For the first time, the structure of the subject competence on quantum physics has been proposed, which takes into account the personal and social significance of competence for students of the senior school. The conducted pedagogical experiment confirmed the effectiveness of the developed methodical system of teaching quantum physics (quantum optics, atomic structure, atomic nucleus, elementary particles).
