Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I . Проблема формирования логической культуры школьников и пути решения этой проблемы в современной дидактике 13
1.1 Проблема формирования у школьников логической культуры в дидактике и современной практике 13
1.2 Сущность и структура логической культуры личности 22
1.3 Решение проблемы формирования логической культуры школьников подросткового возраста в процессе преподавания предметов естественнонаучного цикла
Выводы по первой главе 55
ГЛАВА II. Дидактические условия моделирования эффективной системы формирования логической культуры школьников подросткового возраста в процессе обучения предметам естественнонаучного цикла 58
2.1 Учет особенностей формирования мышления у школьников подросткового возраста и задачи развития у них логической культуры 58
2.2 Оптимальное логическое структурирование излагаемого учителем материала как условие успешного развития логической культуры подростка 75
2.3 Разработка и применение специальных заданий и задач, направленных на формирование логической культуры учащихся - подростков 90
2.4 Организация взаимосвязанной деятельности учителя и учащихся в процессе формирования логической культуры у подростков. Виды, способы, приемы и методы этой деятельности 115
2.5 Моделирование системы по формированию логической культуры у подростков на основе предложенных дидактических условии 135
Выводы по второй главе 145
ГЛАВА III. Экспериментальная проверка и доказательство эффективности разработанной системы по формированию логической культуры 148
3.1 Планирование эксперимента
3.2 Организация и методы проведения диагностического эксперимента 155
3.3 Организация и методика проведения формирующего дидактического эксперимента
3.4Анализ и обобщение результатов дидактического эксперимента . 177
3.5 Анализ и обобщение результатов итогового диагностического эксперимента 184
3.6 Применение математической статистики с целью доказательства выводов 192
Выводы по третьей главе 198
Заключение 202
Библиография 211
Приложение
- Сущность и структура логической культуры личности
- Оптимальное логическое структурирование излагаемого учителем материала как условие успешного развития логической культуры подростка
- Разработка и применение специальных заданий и задач, направленных на формирование логической культуры учащихся - подростков
- Организация и методы проведения диагностического эксперимента
Сущность и структура логической культуры личности
Перейдем к вопросу: «Что такое логическая культура?». Говорить о логической культуре одновременно и легко, и сложно. Интуитивно законы логики известны каждому и большинство людей рассуждает, используя стихийно сложившиеся навыки мышления. Люди мыслили, и мыслили более или менее правильно, задолго до появления логики. Она сама возникла лишь как обобщение практики мышления, и притом правильного мышления. Центральной мыслью Г.В. Сориной и B.C. Меськова в рассмотрении проблемы статуса логики в системе культуры является следующее: «Выросшая из потребностей культуры, однажды оформившаяся логика стала важным механизмом развития и функционирования культуры. Она оказывается и элементом культуры, и инструментом ее развития, иногда - тормозом, но всегда деятельным участником решения проблем культуры. Логика является не просто элементом и инструментом развития культуры, но ее определяющим фактором» (213,с. 101).
Возникновению науки предшествовали изменения методов и форм мышления, начатые греческими мыслителями и успешно выполненные Аристотелем. Аристотель впервые выделил, кодифицировал и систематизировал универсальные для человеческого мышления способы рассуждений, что явилось предпосылкой формирования научного мышления. ПИ. Быстрое отмечает любопытный факт "...после падения античной цивилизации, первое, что было восстановлено из античной науки, - это логика Аристотеля. Известно, что сначала христианство отрицательно относилось ко всей античной науке, и признание ее началось именно с того, что были признаны значимыми в рамках нового мировоззрения первые семь глав аристотелевских «Аналитик». Если обратиться к эпохе Возрождения, к истокам науки нового времени, нетрудно установить, что и в этом случае первыми восстанавливались именно разработанные в античности логические методы. В эпоху Просвещения с этого начиналась и философия Декарта и других мыслителей... Таким образом, вопрос об общезначимых, правильных способах рассуждений является одним из центральных вопросов, связанных с возникновением, развитием и функционированием научного знания" (151,с.10). Психологи, занимающиеся проблемой связи мышления с культурой, предполагают, что люди разных эпох и соответствующих им культур мыслят по - разному. Однако, по утверждению А.А. Ивина: " Ни к чему определенному эти исследования пока не привели, но показали, сколь высок процент логических ошибок в рассуждениях, опирающихся на интуитивную логику"(107,с.6). Человек, овладевший логикой, мыслит более четко, его аргументация убедительнее, чем у того, кто логики не знает. Он гораздо реже совершает ошибки, заблуждается. Разумеется, выработка логической культуры - дело долгое и трудное. И значение логики здесь несомненно велико. Говоря об этом значении, важно избегать двух крайностей: как переоценки логики, так и ее недооценки. С одной стороны, нельзя считать, что логика учит нас мыслить. Это было бы большим преувеличением. Е.А. Иванов справедливо замечает, что «Логика не учит нас мыслить так же, как физиология не учит переваривать пищу. Мышление - такой же объективный процесс, как и пищеварение. Само использование логики предполагает наличие двух необходимых условий: во-первых, определенной способности к мышлению, а во-вторых, известной суммы знаний» (103,с.37).
Означает ли это, что без логики можно обойтись? Нет. Это было бы другой крайностью: игнорированием или преуменьшением ее значения, недооценкой. На самом деле без нее трудно обойтись, если мы хотим, чтобы наша мысль протекала правильно не только в простых, обыденных, но и в сложных, теоретических рассуждениях. Изучение логики дает возможность надежно контролировать мышление со стороны его формы, структуры, строения, проверять его правильность, предупреждать логические ошибки и исправлять их. Боэцкий считал, что "не изучив заранее, какое умозаключение поведет по тропе правды, а какое - по пути правдоподобия, не узнав какие из них несомненны, а какие - ненадежны, невозможно добраться в рассуждении до неискаженной и действительной истины". Без правильного рассуждения получение подлинного знания - невозможно. "Таким образом, - заключает он размышления о логике заставляют прийти к выводу, что этой столь замечательной науке нужно посвятить все силы ума, чтобы укрепиться в умении правильно рассуждать: только после этого сможем мы перейти к достаточному познанию самих вещей" (172,с.8).
Оптимальное логическое структурирование излагаемого учителем материала как условие успешного развития логической культуры подростка
Выполнение задачи развития логической культуры подростков, стоящей перед современной школой, невозможно без оптимального логического структурирования содержания предметов естественнонаучного цикла. Известно, что весь учебный материал в своей последовательности в учебных программах, учебниках, учебных пособиях, так или иначе, структурирован. В некоторых случаях в основу структурирования положен здравый смысл, замечает Б.И. Коротяев, в других - логика преподаваемой науки, в третьих психология. Далее продолжает автор, «...меньше всего в структурировании учебного материала представлен интегрированный педагогический подход» (128,с.22). Поэтому под структурированием мы будем понимать такую процедуру, в ходе которой в учебном материале выделяются его составные элементы, и данные элементы упорядочиваются в определенных устойчивых связях и отношениях.
Восприятие целостной структуры по утверждению С.А. Шапоринского необходимо для того, «...чтобы не просто делить тот или иной учебный материал и «накладывать» вопросы на его части, а найти такие методы группировки как материала, так и вопросов и других средств, чтобы наиболее адекватно отобразить внутренние связи и отношения содержания» (251,с.90).
В книге БИ. Коротяева «Учение - процесс творческий» достаточно глубоко раскрывается одно из условий овладения учащимися теоретическим материалом - структурирование учебного материала. Действительно, в каждом учебном предмете можно выделить ряд опытных или эмпирических теорий (результаты 1 уровня познания), усвоение которых является начальной задачей обучения. Логико-математические теории (результат 2 уровня познания) представлены в основном в предметах естественно - научного цикла, усвоение которых может начинаться на старших ступенях обучения, только после основательной и длительной подготовки и усвоения эмпирических теорий (128,с.16).
Проблема структурирования научных знаний в последние годы все чаще привлекает внимание исследователей. В настоящее время создаются оптимальные структуры учебных предметов и отдельных систем знаний. Уже сейчас выдвинут ряд перспективных идей. Мы согласны с Б.И. Коротяевым, что применительно к вопросу о создании оптимальных структур учебных предметов, очень близки «...идея укрупнения дидактических единиц усвоения (П.М. Эрдниев), идея свертывания и развертывания учебного материала с помощью опорных схем и сигналов (В.Ф. Шаталов, Ш.А. Горбушин), идея выделения научных теорий и их структурных элементов (Б.С. Гершунский)» (128,с.15). Б.И. Коротяев отмечает, что «система научных знаний должна быть упорядочена и организована таким образом, чтобы часть из этих знаний была уплотнена и сведена к единым логическим основаниям, позволяющим ученикам прогнозировать выводные знания» (128,с.15).
Удовлетворительное решение вопросов обновления школьных курсов и устранения перегрузки учащихся, по мнению И.И. Логвинова и Д.Х. Рубинштейна, может быть найдено лишь на основе максимального приближения структуры учебного предмета к структуре соответствующей науки (150,с.ЗО).
О.С. Зайцев под методическим принципом определения последовательности в изучении предметного содержания понимает «принцип перенесения логики научного рассмотрения на последовательность изучения материала» (93,с.91).
Как указывают В.Г. Разумовский и И.В. Корсак, важно не упустить из виду современные международные тенденции развития школьного обучения. «Одна из таких тенденций - построение содержания учебного предмета и методики его преподавания на основе научного метода познания» (201, с.20).
Знания, добытые и зафиксированные той или иной наукой, излагаются в учебных предметах в соответствии с целями обучения и воспитания, возрастными особенностями и возможностями учащихся, с учетом требований дидактики и педагогической психологии. Эти требования не изменяют сущность научных знаний, их природу, структурные элементы, логику движения научной мысли. По мнению В.В. Давыдова, само содержание и расположение материала в учебном предмете должно подчиняться задаче «формирования у детей теоретического мышления, а через это - задаче внесения в программу научного содержания» (251, с.87). В тоже время научные знания до определенной степени ограничиваются, упрощаются и перестраиваются до такой формы, которая наиболее целесообразна для усвоения. Дидактика и частные методики перерабатывают содержание и структуру научных знаний в целях обучения: определяют содержание и объем знаний, умений и навыков, образующих учебный предмет, определяют логическую последовательность его изучения, а также устанавливают связь с методами обучения в зависимости от особенностей учебного материала и цели его перегруппировки.
Видный отечественный дидакт С.А. Шапоринский отмечал, что «...в структуре учебного предмета средней школы нет первого компонента науки -предмета исследования. Отдельные элементы подлинно научного исследования могут, конечно, входить в процесс и методы обучения и в средней школе ... Но они ни в какой мере не являются определяющими к содержанию обучения» (251,с.88).
По утверждению М.А. Данилова, в логике учебного предмета раскрываются ведущие идеи науки и то ее содержание, которое представлено в учебных программах. Логика учебного предмета определяет общее направление изучения основ наук в школе. Однако сама логика учебного предмета не определяет конкретного пути реального процесса обучения в том или ином классе, так не учитывает особенностей состава класса, уровня знаний и развития учащихся. Конкретный путь обучения определяется логикой учебного процесса (85,с.97).
Под логикой учебного процесса И.Я. Лернер понимает «последовательность развертывания деятельности обучения, т.е. организованного учителем усвоения содержания учебного предмета в свойственной ему логике» (148, с.84). Кроме того, в логике учебного процесса очень часто происходит движение от нового к рассмотрению уже усвоенного материала под новым углом зрения.
Разработка и применение специальных заданий и задач, направленных на формирование логической культуры учащихся - подростков
Сама суть этого приема дается учащимся в виде краткого определения: обобщить - значит мысленно выделить и объединить общие, существенные признаки объектов. Далее необходимо разъяснить учащимся последовательность умственных действий при обобщении и коллективно сформулировать правило-ориентир процедуры обобщения. Для эмпирического обобщения можно использовать примерно такое предписание: 1. Уясните сущность и требования познавательной задачи поставленной перед вами. 2. Выделите главное понятие из данного вам задания. Проверьте, как вы понимаете его смысл. 3. Отберите основные, типичные факты из материала данной темы (раздела, курса). 4. Сравнивая их между собой, выделите общие, родовые существенные признаки и отбросьте несущественные признаки . 5. На основе сравнения выделите особенные видовые признаки данной совокупности фактов. 6. Выделенные общие, существенные родовые и видовые признаки объедините, следуя логической структуре определения понятия, и сформулируйте тенденцию, закономерность, ведущую идею или закон. Можно рекомендовать учащимся записать эти правила по одному из учебных предметов и постоянно ими пользоваться на других уроках при обобщении фактических знаний, чтобы оно быстрее закреплялось в процессе применения. Основным путем усвоения знаний в школе является формирование обобщений путем перехода от конкретного, частного к формально общему, сходному через выявление одинаковых существенных признаков у изучаемых явлений и фактов. Мы согласны с мнением В.В. Давыдова, что этот путь способствует задержке развития абстрактного мышления у школьников, fc исключает возможность овладения ими теоретическими формами мыслительной деятельности. В книге «Виды обобщения в обучении» ВВ. Давыдов (76) предлагает иной путь усвоения понятий, начиная с младших классов, - от общего к частному, от абстрактного к конкретному. Это дедуктивный путь усвоения понятий. При этом учитель должен раскрыть в изучаемых детьми на уроках объектах и понятиях внутренние их свойства и отношения в доступной для учащихся модели. Учащиеся с помощью модели должны выявить эти внутренние исходные свойства и отношения и проследить их развитие, конкретизацию в реальных объектах. В результате те обобщения, которые сделают учащиеся в ходе изучения объектов и понятий, будут более глубокими и содержательными. Для теоретического обобщения, пишет ВВ. Давыдов, характерно следующее: «при анализе решения одной задачи испытуемый выделяет существенную связь ее элементов, а затем, ориентируясь» на эту связь, сразу, «с места» правильно решает все задачи данного класса, как бы внешне не различались их условия» (76,с.205). ВВ. Давыдову удалось разработать теорию перехода учащихся с уровня формально-логических ш обобщений на уровень содержательных обобщений способствующую усилению развивающего эффекта обучения. Однако, как пишет С.А. Шапоринский, этот способ обобщения не всегда приемлем в преподавании предметов естественнонаучного цикла (251,с.92).
Но есть еще и частные способы выполнения обобщений. Довольно часто применяются частно-методические способы учебно-познавательной деятельности при осмыслении каких-то понятий. Частно-методические способы отражают логическую структуру учебного материала какой-то отдельной учебной темы, когда алгоритмическое предписание на обобщение, приведенное нами выше, не может быть применено, поскольку материал нового параграфа имеет весьма своеобразную логическую структуру и требует своего особенного логического пути анализа и обобщения. Например, на уроке физики в VII классе учащимся предлагается выполнить следующую задачу: Имеется два цилиндра - железный и деревянный. Массы цилиндров одинаковые. Объем какого из цилиндров больше? Почему? Ниже приводится логическая структура решения задачи: - проанализируем данные и искомые величины и попытаемся найти связывающую их формулу. Нужно сравнить объемы цилиндров, зная, что массы одинаковы. Цилиндры изготовлены из разных веществ (железо, дерево), следовательно, их плотность различна. Известно, что масса, объем и плотность связаны формулой р = т/ V. В задаче необходимо сравнить объемы цилиндров, поэтому из предыдущей формулы выразим V через тир:У = т/р; - проанализируем формулу V = т /р . Из этой формулы видно, что объем определяется массой и плотностью. Так как массы цилиндров одинаковы, то причиной различия объемов может служить только то, что эти цилиндры сделаны из веществ с разной плотностью. Плотность ( р) стоит в знаменателе дроби, следовательно, чем больше плотность, тем меньше объем (и чем меньше плотность, тем больше объем); - сформулируем обоснованный ответ. В формуле V = т /р , плотность стоит в знаменателе дроби, следовательно, чем больше р, тем меньше К (при одинаковых массах). ПОСКОЛЬКУ рж Ря, ТО Уж .цил У а цил ГГОИ Ш Если ребята научатся узнавать задачи этого типа и усвоят логическую структуру ее решения, то это значительно облегчит им учебу. Второй вид заданий. Задания на обучение школьников умению формулировать определения понятийна первый взгляд, нет ничего проще, чем дать определение, например физической величины. Однако наблюдения показывают, с какими трудностями связано определение учащимися новых для них понятий. Это связано с тем, что учащиеся подросткового возраста очень плохо владеют системой ориентиров, необходимых для выполнения этой логической операции. К сожалению, довольно часто результатом неудачных объяснений является приблизительная, расплывчатая, непригодная к практическому использованию, а иногда и совсем бессмысленная формулировка типа: «Скорость - это быстрота движения», которую ученик принимает за определение соответствующей величины. Чтобы помочь школьнику, необходимо показать ему систему ориентиров, объяснить структуру, общую для всех определений. Поэтому разъяснения вводимых понятий должны быть тщательно продуманы. Многие понятия физики, химии очень абстрактны, и для их усвоения требуется достаточно развитое абстрактное мышление. Осознание связи абстрактных, идеализированных понятий с реальными предметами - это очень трудная задача, которая может быть посильной только для школьника с довольно высоким уровнем логической культуры. На каждом уровне логической культуры может происходить повторное обращение к одним и тем же основным, базовым понятиям, с разной степенью обобщенности и уровнем абстракции, что позволяет сделать процесс формирования понятий преемственным и непрерывным.
В технологическом лицее г. Нижнекамска проводилось экспериментальное исследование процесса формирования у учащихся VTI-IX - х классов основных понятий по предметам естественнонаучного цикла. В ходе эксперимента мы стремились проанализировать, как осуществляется постепенный переход учащихся от образных конкретных представлений к абстрагированию и обобщениям. В результате выявили, что подростки 13-15 лет не всегда умеют правильно анализировать явления, наблюдаемые ими на уроках, находить их общие и видовые существенные признаки, обобщать их. Хотя некоторые элементы абстрактного мышления у них уже есть, но их пока еще недостаточно, чтобы самостоятельно делать обобщения в форме понятия. Поэтому задача каждого учителя состоит в том, чтобы обратить внимание на то, что является важным и существенным в наблюдаемом явлении, а что несущественным. Определить понятие - значит установить его ближайший род и видовое отличие. Такое определение понятий, построенные через род и видообразующие признаки наиболее приемлемо на этой ступени обучения и, кроме того, оно является обязательным условием любого научного рассуждения. Эти определения имеют простую и четкую структуру. Элементами этой структуры являются «род», «вид» и «объем понятия». Школьники должны усвоить, что видовые понятия по содержанию отражают лишь какую-то одну сторону реального явления, а родовой признак охватывает все его стороны. «Объем понятия» - это множество объектов, которое соответствует данному понятию.
Организация и методы проведения диагностического эксперимента
Для диагностирования уровня логической культуры подростков были подобраны соответствующие методики: тест Айзенка, тест Липпмана «Логические закономерности», тест «Логически - понятийное мышление. Образование сложных аналогий» и тест «Логичность умозаключений» представленные в книге Л.Д. Столяренко (224, с.408 - 422). При определении уровня объяснения, уровня логических ошибок и уровня доказательства мы опирались на исследования, в которых изучаются различные аспекты логической культуры, прежде всего на работы А.В. Брушлинского, В.В. Давыдова, А.С. Габидуллина, O.K. Тихомирова (33, 34, 76, 63, 230).
Мы применили при решении учащимися логических задач известную методику подсказок, модифицированную с учетом конкретных задач нашего исследования: в качестве явных и неявных подсказок выступали вспомогательные задачи и дополнительные указания учителя-экспериментатора, которые объективно могли стать большими и малыми посылками, а также выводами силлогизмов, необходимых для решения основной логической задачи. По тому, как использовались или не использовались испытуемыми эти подсказки, можно было объективно характеризовать соответствующий уровень формирования исследуемого качества логической культуры у учащихся подросткового возраста.
Все испытуемые получали для решения следующую основную логическую задачу: «В сосуде плавает кусок льда, внутри которого заключен кусок свинца. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает?» (Ответ: кусок льда со свинцом глубже погружен в воду, чем чистый кусок льда и вытесняет больший объем воды, чем тот, который займет вода, образовавшаяся при таянии льда. Поэтому, когда лед растает, уровень воды понизится. Кусок свинца при этом упадет на дно, но его объем останется прежним и непосредственно уровня воды не изменяет.)
Решение вспомогательной задачи-подсказки тоже основано на выполнении условия плавания тел. Вспомогательная логическая задача: «В сосуде с водой плавает кусок льда. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает?» Чтобы выявить отдельные качества логической культуры (уровень объяснения, доказательства, уровень логических ошибок) у учащихся контрольной и экспериментальной группы в ходе начального диагностирующего эксперимента мы провели микросемантический анализ, объект которого -запротоколированная (с помощью диктофона) живая устная речь ученика в момент выражаемых ею новых мыслей. Существенных различий таких качеств логической культуры как уровень объяснения, доказательства и уровень логических ошибок у учащихся контрольной и экспериментальной группы в результате начального диагностирующего эксперимента выявлено не было. Среднее время выполнения задания у учащихся в контрольной группе 3 мин. 7 секунд, а в экспериментальной - 3 мин. 8 секунд.
Рассмотрим один из наиболее развернутых и довольно типичных протоколов эксперимента (См. Приложение № 4) - протокол № 41 (испытуемый З.Г. ученик контрольной группы 9 В класса лицея технологического г. Нижнекамск). Время выполнения 3 мин. 5 с. Весь изложенный в протоколе анализ развернутого живого мыслительного процесса решения основной и вспомогательной задачи, а также дополнительные вопросы позволили нам выявить наличие у испытуемого З.Г. среднего уровня объяснения, низкого уровня доказательства и среднего уровня логических ошибок. Рассмотрим еще один протокол эксперимента (См. Приложение № 5) -протокол № 8 (испытуемый ИМ. ученик экспериментальной группы 9 А класса лицея технологического г. Нижнекамск). Время выполнения задания 3 мин. 17 секунд. Как видно из предложенного в приложении протокола № 8, решение основной задачи испытуемым ИМ. было осуществлено в пять этапов. Анализ мыслительного процесса решения основной и вспомогательных задач позволяет сделать вывод о том, что испытуемый И.М. имеет средний уровень объяснения, низкий уровень доказательства и средний уровень логических ошибок. Во многом аналогичным образом рассуждали большая часть испытуемых, но некоторые учащиеся, как в контрольной, так и в экспериментальной группе которые вообще не сумели воспользоваться данной экспериментатором подсказкой (условия плавания тел) и не справились с заданием. Таким образом, анализ начального уровня решения логических задач позволил выявить отсутствие существенных различий в контрольной и экспериментальной группе в отдельных качествах логической культуры учащихся подросткового возраста (уровня объяснения, уровня логических ошибок и уровня доказательства). В тоже время в соответствии с поставленной задачей мы провели анализ психолого-педагогической литературы по использованию статистических методов обработки результатов психологических и педагогических экспериментов, который позволил нам использовать процедуры предложенные Н.П. Гресс (1982) и Ж. Гордфруа (1992): группировка данных по их значениям; построение частот этих значений; группировка полученных данных по интервалам. 161 Использование перечисленных процедур описательной статистики позволило нам обобщить первичные результаты, т.е. реализовать цель диагностирующего этапа эксперимента: получить объективную картину состояния исходного уровня логических умений подростков: обобщения, индуктивных выводов, дедуктивных выводов, объяснения, логических ошибок, доказательства у учащихся контрольной и экспериментальной группы. По каждому критерию сформированности логических умений была проведена группировка данных по их значениям. В каждом блоке заданий ответы учащихся распределялись по уровням: очень низкий, низкий, средний и высокий по каждому показателю.
