Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы формирования методологических знаний у школьников
1.1. Функции методологических знаний в научном творчестве . 20
1.2. Методологические знания, как компонент школьного учебного предмета. 34
1.3. Логико-психологические основания построения дидактической системы развивающего обучения
Глава 2. Требования системно-деятельностного подхода к организации усвоения учащимися методологических знаний. 78
2.1. Требования деятельностной теории психики к построению учебного предмета в системе развивающего обучения.
2.2. Принцип опосредствованности в учебном процессе. 85
2.3. Принцип субъектности психики. 95
2.4. Определение содержания методологических знаний, отвечающих требованию функциональной полноты. 97
2.5. Общенаучные методы, как инструмент анализа и решения задач. 102
2.6. Общенаучные понятия, принципы и категории, как ориентировочная основа познавательных действий учащихся.
Глава 3. Реализация требований системно-деятельностного подхода в естественно-научной подготовке школьников.
3.1. Принцип построения введения . 149
3.2. Формулировка целей обучения, интерпретация их на языке задач. 160
3.3. Системное структурирование содержания учебного предмета. 170
3.4. Ориентировочная основа действий в процессе поэтапного усвоения учебного предмета. 182
3.5. Задачи исследовательского типа в дисциплинах естественно-научного цикла. 193
3.6. Выводное знание в естественно-научном образовании.
Глава 4. Результаты экспериментального обучения усилением методологического компонента. 224
4.1. Подготовка учителей к эксперименту и внедрению. 225
4.2. Методика и результаты экспериментального обучения учащихся. 235
Заключение. 252
Литература. 259
Приложение 281
- Функции методологических знаний в научном творчестве
- Требования деятельностной теории психики к построению учебного предмета в системе развивающего обучения.
- Принцип построения введения
Введение к работе
Методологические знания являются одним из важных компонентов содержания школьного образования. Необходимость изыскания путей их усвоения учащимися в ходе общеобразовательной подготовки определена требованиями дидактического принципа научности обучения, а также принципа сознательности и активности учения школьников. В плане реализации этих принципов в течение продолжительного времени осуществлялись разработки по совершенствованию содержания, методов и форм обучения на разных уровнях образования. Интерес к данной проблематике возрос в последней четверти предшествующего столетия в связи с новыми задачами системы образования по подготовке творческой личности, способной быстро ориентироваться в новых социальных, экономических и производственных ситуациях. Были развернуты исследования в более широкой постановке, решающей задачу философской подготовки школьников.
Осуществленные исследования дали основания разработчикам концепции структуры и содержания образования в 12-летней школе в качестве одного из направлений обновления содержания указать на усиление методологической составляющей, а также на необходимость обеспечения целостности представлений учащихся о мире путем интеграции содержания образования .
Данная установка находит отражение и в требованиях государственного образовательного стандарта. Так, в стандарте, определяющем образование по физике, устанавливается, что в содержание этого предмета должен входить научный метод познания, то есть проблемы методологии естественно-научного познания также выступают в качестве важнейших компонентов содержания школьного курса физики . Вместе с тем, стандартами пока не определена номенклатура методологических знаний, приемственность их усвоения, нагрузка отдельных учебных предметов, в рамках которых эти знания могут эффективно формироваться.
Для успешного продвижения в данном научном направлении следует опираться на теорию познания, на психологическую теорию деятельности, а также на установки системного подхода, разрабатываемые в рамках философских наук.
Теория познания для описания механизмов познавательных процессов привлекает специальный аппарат - системную методологию. Деятельностная теория психики, исследуя проблему управления равитием мышления, утвержадет необходимость опоры на ряд принципов, важнейшими из которых являются принципы предметности, опосредствованности и субъектности. На основе данных указанных наук формируется современный, системно-деяетельностный взгляд на описание логики познавательных процессов.
Традиционное обучение, а также многие дидактические системы, разрабатываемые в настоящее время, исходят из сложившихся представлении о механизмах усвоения знаний и развития учащихся. Они опираются на установки аналитического метода, который задает существенно отличные от системного метода процедуры раскрытия объекта познания. Противоречие этих двух схем, двух логик: логики познания и логики обучения, уже давно отмечается многими специалистами. Данное противоречие порождает фундаментальную исследовательскую проблему.
Проблема настоящего исследования заключается в разработке теоретической базы для модификации содержания учебного предмета и процесса его усвоения, при котором логика обучения будет адекватна объективным закономерностям познавательной деятельности учащихся. К проблеме данного исследования относится и разработка конкретных модифицированных программ дисциплин естесветнно-научного цикла, а также учебно-методических материалов, необходимых для их практического использования; описание условий и положительных результатов их применения, как доказательство целесообразности и эффективности предлагаемой модификации учебного предмета.
Разделы проблемы исследования:
1. Изыскание психолого-дидактических и методологических основ перестройки содержания, структуры и программы учебного предмета, при которой логика обучения будет адекватна объективным закономерностям познавательной деятельности.
2. Изучение состава методологических знаний, обеспечивающих функциональную полноту, необходимую для эффективного усвоения школьниками предметных знаний и решения ими учебно-познавательных и практико-ориентированных задач. 3. Разработка целостной модели организации усвоения содержания учебного предмета с углублением методологического компонента, а также реализация этой модели на материале школьных предметов естественно-научного цикла.
Объектом исследования являются содержание и процесс усвоения учебного предмета, отвечающие требованиям системно-деятельностного подхода в направлении усиления методологического компонента усваиваемых знаний.
Предметом исследования являются функции, содержание и дидактические условия формирования научных методологических знаний школьников при изучении дисциплин естественно-научного цикла.
і Гипотеза исследования. 1. Психолого-педагогической и методологической основой для перестройки программы учебного предмета, при которой логика обучения будет адекватна объективным закономерностям познавательной деятельности, является деятельностная теория психики, а также методологические установки системного подхода. В дидактическом плане эти основы определяют совокупность взаимосвязанных требований к содержанию учебного предмета и к процессу его усвоения.
Системно-деятельностный подход выдвигает требования выделения в содержании учебного предмета такой дидактической единицы, как предмет изучения. Обобщенное содержание предмета изучения должно быть наглядно представлено в виде концептуальных схем. Концептуальная схема ориентирует учащегося в изучаемой предметной области, задает возможные маршруты познавательного движения в учебном материале.
2. Функциональная полнота усваиваемых школьниками знаний определяется как предметным, так и методологическим компонентом. Однако выбор из широкого спектра известных методологических знании тех, которые с одной стороны необходимы, а с другой стороны достаточны и посильны для полноценного усвоения школьниками предметных знаний, представляет собой сложную проблему.
Одним из направлений ее разрешения является анализ приемов и эвристик решения массивов различных учебных задач: от типовых до, так называемых, нестандартных (проблемных, творческих, олимпиадных, развивающих и т.п.). Обобщение используемых вAt решениях этих задач эвристических приемов позволит ческих знаний, усвоение которых возможно при изучении школьных дисциплин естественнонаучного цикла.
3. Целостная модель организации усвоения содержания учебного предмета предполагает диалектическое единство усвоения предметных и методологических знаний. Их развитие в рамках ф этой модели имеет спиралеобразный характер. В начале освоения учебного предмета методологические знания в значительной мере слиты с предметными и служат целям их эффективного усвоения. Далее предусматривается диалектическое расхождение: достаточно освоенные предметные знания организуются в специальные заданные ситуации, выступая материалом для уяснения и отработки методологических знаний. При анализе соответствующих задач учащиеся концентрируют свое внимание не столько на предметной сфере, сколько на обобщенных подходах, в частности на общенаучных методах, определяющих стратегии их решения. Иными словами, методология познавательной деятельности становится предметом специального изучения, чем обеспечивается достаточно высокий уровень рефлексии. Учащиеся уясняют значимость и эффективность методологических знаний в ориентировочной и инструментальной функциях.
На последующих этапах учебного процесса вновь усиливается единство предметных и методологических знаний. Учащиеся осмыслено используют необходимый методологический инструментарий для получения предметных знаний, в том числе и на выводной основе, а также для решения различных видов учебных и практико-ориентированных задач. Создаются предпосылки для усвоения методологических знаний более высокого уровня обобщения, обеспечивающих мировоззренческую функцию, а именно: философских знаний.
Цель исследования.
Изучение возможностей модификации содержания учебного предмета путем усиления его методологического компонента, при котором логика обучения будет соответствовать объективным закономерностям познавательной деятельности учащихся. Исследование номенклатуры необходимых методологических знаний и условий их формирования у школьников в ходе усвоения дисциплин естественно-научного цикла.
Основные задачи исследования:
1. Провести анализ сложившихся в традиционном обучении подходов к пониманию роли методологии в усвоении знаний и в развитии учащихся.
2. Выделить номенклатуру базовых методологических знаний, отвечающих задачам умственного развития учащихся.
3. Определить функции выделенных научных методологических знаний в структуре интеллектуальной деятельности учащихся при освоении ими предметных знаний, в решении различных познавательных и практических задач.
4. Исследовать особенности процесса интериоризации и экстериоризации при усвоении методологических знаний.
5. Исходя из основных принципов деятельностной концепции психики и установок системного подхода, разработать дидактические требования к построению учебного предмета обуславливающие усиление методологического компонента знаний.
6. На материале школьной физики и химии разработать вариант модификации учебного предмета в направлениях задаваемых концептуальными положениями системно—деятельностного подхода. Разработать опорные конспекты для учащихся, учебные карты и другие необходимые материалы для усвоения учащимися модифицированного содержания учебного предмета.
7. Разработать методические рекомендации для учителей по организации усвоения модифицированного содержания в рамках государственной программы и учебного плана,
предусматривающие обязательное выполнение требований существующих стандартов обучения.
Методологическая база исследования
• принципы деятельностной теории психики;
• педагогические идеи развивающего обучения;
• гносеологические и науковедческие разработки, раскрывающие механизмы человеческого познания;
• установки системного подхода;
• данные социологических наук о содержании и направлениях развития системы образования;
• достижения конкретных наук в описании естественно-научной картины мира;
• современная концепция содержания школьного образования.
Наиболее существенные результаты, полученные лично соискателем, их научная новизна и теоретическое значение.
1. В работе систематизирована номенклатура компонентов методологических знаний, необходимых и достаточных для полноценного усвоения школьниками предметных знаний дисциплин естественно-научного цикла, составляющих основу методологической культуры учащихся.2. Обоснована необходимость введения в содержание обучения такой дидактической единицы как предмет изучения. Предмет изучения задает целостное представление об изучаемой области. Основой его выделения и раскрытия содержания служат методологические установки системного подхода.
Материализованной формой представления предмета изучения служат концептуальные схемы.
3. Разработаны подходы и представлены конкретные примеры построения заданий, направленные на овладение методологическими знаниями в их ориентировочной и инструментальной функции. В частности, обоснована целесообразность группировки и анализа «разнопредметных» по содержанию задач, но сходных в отношении познавательных стратегий, применяемых для их решения. В этом случае становится возможной рефлексия обучаемым используемых методов, обоснованное и сознательное их применение.
4. Обоснована необходимость использовать, в качестве развивающих, задачи исследовательского типа. Их содержание предполагает многовариантность исходов решения в зависимости от сочетания значений характеристик, на основе которых задается сюжет задачи. Такие задачи направлены на формирование теоретического мышления. Они моделируют реальные проблемные ситуации, возникающие в решении научных и практических задач.
5. Софрмулированы требования системно-деятельностного подхода к построению учебного предмета с усилением методологического компонента реализованы в целостной модели обучения предметам естественно—научного цикла на материале школьного курса физики, и химии.
Практическая значимость исследования.
1. Разработаны на основе системно-деятельностного подхода дидактические требования, задающие направления модификации . учебного предмета в направлении усиления его методологического компонента. Их выполнение позволяет реализовать в ходе усвоения предмета такие дидактические принципы как доступность, научность, развивающий характер обучения.
2. Вышеуказанные дидактические требования реализованы на методическом уровне применительно раскрытию достаточно емких тем и разделов: механика, термодинамика курса школьной физики, а также ряда тем неорганической химии. Разработанные учебно-методические материалы и рекомендации по их усвоению непосредственно использованы при обучении школьному курсу физики, проведении установочных и повторно-обобщающих занятий, подготовки к выпускным экзаменам, при подготовке в вузы.
3. Разработана и практически проверена модель повышения квалификации учителей, позволяющая освоить новые технологии обучения и внедрять соответствующие педагогические инновации как с применением готовых методических материалов, так и на основе собственных методических разработок, осуществленных учителями в русле разрабатываемого направления.
Подготовка учителей осуществлялась в научно-техническом центре «Обучающие технологии» при МГУ имени М.В. Ломоносова и рамках образовательной программы «Психолого-педагогические основы преподавательской деятельности» (1990 - 2002 гг.). Методические разработки и рекомендации были использованы учителями дисциплин естественно-научного цикла в различных регионах России (г.Москва, Московская обл. Калужская обл, респ. Удмуртия). Результаты внедрения были оценены положительно.
4. Результаты осуществленных разработок позволили усовершенствовать общеобразовательный курс «Психология и педагогика высшей школы», направленный на повышение педагогической компетентности и подготовки студентов инженерного вуза к преподавательской деятельности. Авторский курс «Психология и педагогика высшего образования» внедрен в МГУ им М.В. Ломоносова и МГТУ «СТАНКИН» (1998-2002 гг.). Соответствующее учебное пособие «Психология и педагогика» было рекомендовано УМО университетов России для непсихологических специальностей вузов, а также одобрено и рекомендовано учебно-методическим центром
«Профессиональный учебник». 5. Результаты данного исследования могут быть использованы в совершенствовании стандартов школьного обучения в части требований, качающихся усвоения школьниками методологических знаний.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. В содержании школьного образования в качестве одного из важнейших компонентов должны выступать общенаучные методологические знания. Усиление методологического компонента служит целям интеграции естественно-научных дисциплин, являясь содержательной основой укрепления межпредметных связей.
2. В содержании обучения необходимо выделить особую дидактическую единицу, а именно: предмет изучения. Разработка концепции предмета изучения осуществляется на основе методологических установок системно-деятельностного подхода. Для раскрытия содержания и структуры предмета изучения предложено использовать концептуальные схемы. Концептуальная схема:
• очерчивает и структурно оформляет предмет изучения, выделяет в нем основные группы явлений, изучаемых конкретной учебной дисциплиной или крупным ее разделом;
• задает базовую совокупность характеристик, стереотипно описывающих каждое явление;
• определяет субординацию понятий, законов и теорий предметной области, сообразно их статусу в системе научного знания.
• является исходным пунктом развития знаний учащихся о содержании учебной дисциплины, задавая о ней целостное представление и открывая учащемуся возможные траектории познавательного движения по учебному материалу, регламентирует организацию отдельных учебных действий и циклов обучения;
• является основой для разработки учебных карт - средств материализации познавательного движения в материале.
В работе предложены варианты построения концептуальных схем по разделам механики, термодинамики, электричества школьного курса физики.
3. Усиление методологического компонента обучения открывает возможности сокращения учебной нагрузки, обеспечивая при этом полноценное усвоение знаний, предусмотренных государственными стандартами, содействует сохранению физического и психического здоровья учащихся.
4. Система методологических знаний, отвечающих задачам умственного развития учащихся, имеет сложную структуру, включающую следующие уровни: операциональный (обслуживающий), предметно-специфический (конкретно- научный), общенаучный уровень методологии и философский (рефлексивный). Взаимоотношение и состав методологических знаний различных уровней являются ориентирами при конструировании отдельного учебного предмета и его понятийной наполненности. Содержание знаний, составляющих основу методологической культуры учащихся, может быть определено на основе анализа эвристик, применяемых в решении как типовых, так и нестандартных задач повышенной трудности. В содержание методологических знаний должны входить понятия, раскрывающие обобщенную структуру человеческой деятельности, в частности — психологические механизмы познавательной деятельности. 5. Дидактические условия, обеспечивающие эффективное усвоение как предметных, так и методологических знаний, предполагают диалектическое их соотношение в процессе усвоения содержания учебного предмета. На начальном этапе усвоения учебного предмета достаточно ограниченный круг методологических понятий служит опорой усвоения его научных основ. На этом этапе усваиваются основные понятия и структура предметных знаний, отрабатываются умения решать типовые задачи, относящиеся к различным темам изучаемого курса. Достаточная освоенность предметных знаний и умений создают базу для овладения на последующем этапе более широкого круга методологических знаний. Для формирования соответствующих знаний и умений используются специальные задачные ситуации. Наиболее действенными являются ситуации, в которых учащиеся сталкиваются с необходимостью: а) сравнить подходы к анализу ранее решенных учениками задач из различных тем, разделов, при которых конкретные методы решения задач открываются учащимся как некоторые всеобщие способы или стратегии анализа проблемой ситуации.
б) осуществления системы преобразующих действий, объективно необходимых для решения задачи, состав которых должен соответствовать процедурам формируемого метода.
Формированию теоретического мышления способствуют текстовые задачи исследовательского типа, предусматривающие в качестве опосредствующего звена при решении построение и анализ теоретической модели ситуации, задаваемой сюжетом задачи. Их содержание предполагает многовариантность исходов решения в зависимости от сочетания значений характеристик, на основе которых задается сюжет задачи. При том предполагается, что конкретно предметные знания, необходимые для ее решения, достаточно хорошо освоены учащимися. Проблемность задачи обусловлена невозможностью установить все многообразие исходов развития ситуации путем перебора, опираясь только на непосредственные умозрительные представления. В предлагаемых задачах значение параметров, при которых реализуется тот или иной вариант, можно установить лишь опосредствовано, а именно: построив соответствующую теоретическую модель. Модель должна выделить и в наглядном виде эксплицировать значение характеристик, при которых поведение изучаемого объекта описываются зависимостями в рамках одного из возможных вариантов. Кроме того, модель также указывает те граничные значения параметров, при которых имеет место переход к иному, с качественной точки зрения варианту поведения, описываемому иной, нежели в предшествующем случае, зависимостью. Такие задачи направлены на формирование теоретического мышления. Они моделируют реальные проблемные ситуации, возникающие в решении научных и практических задач.
6. Усиление методологического компонента в содержании обучения позволит увеличить долю знаний, получаемых выводным путем, создаст благоприятные условия для реализации личностно-ориентированного обучения.
7. Модель построения учебного предмета с усилением методологического компонента предусматривает:
• особый способ построения введения в учебный предмет;
• формулировку целей обучения на языке задач;
• системное структурирование содержания предмета изучения;
• конструирование ориентировочной основы учебных действий;
• включение в содержание обучения специфических и общенаучных методов, а также общих приемов познавательной деятельности;
• приоритет выводного знания над знаниями, полученными в готовом виде.
Достоверность и надежность научных результатов обеспечивается:
• фундаментальностью обще-методологической базы исследования;
• соотнесенностью содержания работы с основными концептуальными положениями научных школ в области психологии и дидактики развивающего обучения;
• согласованностью с конкретными исследованиями, выполненными в рамках системно-деятельностного подхода;
экспериментальной проверкой гипотез исследования; • положительным опытом использования наработок в системе образования.
Используемые методы:
• исторический анализ теоретических воззрений на организацию процесса развивающего обучения;
• формирующий эксперимент;
• широкий педагогический эксперимент.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Результаты исследований, охватывающие период 1978-2002 г., обсуждались на научных семинарах факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова, на междисциплинарных семинарах в системе повышения квалификации и дополнительного образования МГУ, на Ломоносовских чтениях, на семинарах и педагогических советах базовых образовательных учреждений, на всероссийских и региональных научно-методических конференциях, на конференциях Российского психологического общества и на международных научных конференциях.
Результаты работы были внедрены в практику работы образовательных учреждений г. Москвы, Московской области, городов Калужской области, республики Удмуртия. Результаты работы использовались для реализации федеральной целевой программы «Дети Чернобыля».
Функции методологических знаний в научном творчестве
Изучению творческих способностей человека и условий их развития посвящались работы специалистов различных отраслей знаний: философов, психологов, педагогов. Среди исследований, осуществленных во второй половине XX века, можно выделить ряд направлений, оказывающих влияние на содержание и организацию педагогического процесса в школе (Н.Г.Алексеев, Э.Г.Юдин): (5J
1) феноменологический подход;
2) исследования, направленные на выявление «формальных» механизмов интеллекта;
3) исследования, использующие категориальный подход.
Характерным моментом феноменологических исследований является их направленность на описание того, как протекает процесс творчества. К такого рода описаниям можно отнести подавляющее большинство высказываний самих ученых о собственном творчестве. В таких исследованиях фиксируется расчленение процесса творчества на отдельные стадии, выражающие временную последовательность творческого акта. Подобная исследовательская установка определяет констатирующий, описательный характер исследований, принадлежащих данному направлению. Вместе с тем сами феноменологические исследования не вскрывают механизмов творчества и, по сути, даже не ставят такой задачи.
Исследования, направленные на выявление «формальных» механизмов, опираются не только на констатацию фактов творчества, в том числе и самонаблюдения. Основой становится специально организованный эксперимент. Методологической установкой данных исследований является, по мнению авторов, предположение о «независимости» механизмов интеллекта (в том числе и механизмов творческого мышления) от его предметного содержания, т.е. от тех реальных (практических) и идеальных, теоретических предметов, на которые направлена деятельность интеллекта. Исследователи, стоящие на этой позиции, пытаются анализировать интеллект как таковой, в его всеобщей и потому формальной природе. Предполагается, что выявляемые в таком исследовании механизмы могут быть подобно трафарету наложены на интеллектуальную деятельность любого содержания и потому, по сути, безотносительны к этому содержанию. При этом обычно признается: реализовываться они могут только во вполне определенном содержании [28, 193, 194].
Теоретическая позиция сторонников данного подхода выражается, в частности, в таком отборе экспериментального материала, который был бы независим от предшествующего опыта испытуемых. С подобной точки зрения необходимо изыскивать особый общий механизм творчества человека, преднамеренно абстрагируясь от рассмотрения специфических средств, выступающих в качестве негативного фактора, препятствующего уяснению творческого механизма в каждом конкретном исследовании творческого акта.
Исходной точкой категориального подхода исследования творчества служит отказ от одного из постулатов концепций «формального» интеллекта: независимости механизмов интеллекта от предметного содержания, в котором и на котором они находят свою реализацию. При категориальном подходе на первый план выступает предметно-содержательная сторона мышления, в том числе и процесса творчества. Категориальный подход, как и формальный, тоже направлен на отыскание общих схем, характеризующих решение творческих задач в науке. Однако при категориальном подходе такие схемы строятся с учетом различий в предметном содержании творческого мышления.
Формальный подход стремится обнаружить то общее, что присуще процессам мышления в обоих случаях (как и во всех других случаях), а категориальный ориентируется на выработку схем, учитывающих их различия.
Таким образом, категориальный подход в отличие от формального смещает центр исследовательского интереса на описание тех понятий, которые сопряжены с содержанием творческого процесса в решении определенного типа специфических задач.
И для развития науки, и для обучения особенно необходимы те понятия, которые выступают в качестве организаторов знания. Именно за эту организующую функцию их выделяют в особый класс понятий - класс категорий [227, 228, 250, 259-261, 264, 265].
Вне категорий не может быть описано ни научное познание, ни процесс научного творчества. Однако категории сами по себе еще не образуют системы. Помимо категорий процесс мышления опирается еще на определенные способы связи категорий (и понятий вообще) — на те или иные схемы рассуждения. Скажем, аристотелевская логика строилась на основе схемы родовидовых отношений или схемы включения: большее по объему понятие членилось на ряд составляющих, а каждое из составляющих в свою очередь тоже рассматривалось как составленное из понятий еще меньшего объема (например, дерево - плодовое дерево - яблоня - мельба и т.д.). Эта схема рассуждения неприменима к целому ряду явлений: процессам развития, вероятностным процессам, логике действия и др.
Иерархически построенная совокупность категорий данной науки вместе с характерными для нее схемами рассуждения образует то, что можно назвать категориальной схемой этой науки.
Сходные идеи, касающиеся когнитивно-технологического арсенала научно-познавательного процесса, развивает А.С.Майданов [139]. При построении порождающей структуры у исследователя постоянно возникает потребность в познавательных средствах и оперативном материале. Для удовлетворения этой потребности он обращается к сложившемуся фонду научных ценностей - знаний, средств, опыту познания, т.е. к тому, что можно рассматривать как когнитивно-технологический арсенал наук. В нем можно различать область эвристических средств, когнитивную область, объединяющую всю совокупность накопленных знаний, и арсенал логико-методологических средств.
Эвристический арсенал науки может охватывать средства, приемы и методы решения научных проблем, стратегию поисковых процессов, целые эвристические программы, алгоритмы решений и т.п.
Вместе с тем логико-методологический арсенал науки, каким бы богатым он ни был, не всегда способен удовлетворить исследователя познавательными средствами, особенно если он имеет дело с проблемами принципиально нового типа. Аналогичная ситуация может возникнуть и в отношении старых проблем, когда встает необходимость решения их более совершенными методами, соответствующими новому уровню и характеру научного знания. В таких случаях ученому приходится приостанавливать познавательные операции непосредственно над самим объектом и приступать к созданию или усовершенствованию средств познания, т.е. отходить от решения когнитивных проблем.
Требования деятельностной теории психики к построению учебного предмета в системе развивающего обучения.
Взаимодействия обуславливают изменения в конкретных характеристиках элементов ситуации, выступающих на эмпирическом уровне как явления, соответствующие данному типу взаимодействия. В связи с этим представляется целесообразно при выделении учащемуся предмета изучения на начальном этапе говорить именно о типе явлений, которые очерчивает и фиксирует предмет изучения. В нашем примере это будут явления: инерции, гравитации, упругости и трения.
Второе основание для выделения предмета изучения определяется набором характеристик служащих для описания всех явлений. Такого рода характеристики должны быть достаточно общи, универсальны, служить для раскрытия сущности, лежащих за всеми явлениями. С другой стороны каждое явление должно выступить с собственной характеристикой (или их совокупности), позволяющей выделить стоящий за ним, свой специфический тип взаимодействия. К первой группе характеристик, общих для выделенных основных механических явлений служат: пространственная, временная, силовая, энергетическая. В качестве специфических в явлениях инерции и гравитации выступают масса инертная и масса гравитационная, в явлениях упругости и трения, соответственно коэффициенты жесткости и трения.
Выделенные характеристики должны быть упорядочены, структурированы, объединены в систему. Этой цели может служить методологическое понятие концепции, задающей общую композицию изучаемого материала. Концепция должна быть представлена учащимся в виде удобном для одновременного восприятия всех компонентов составляющих предмет изучения, выступив обобщенной схемой ориентировочной основы познавательных действий учащихся.
Понятийную базу для выделения предмета изучения составляют4 как конкретно-предметные, так и методологические понятия.
Разумеется, полноценными понятиями они еще не могут выступить в представлениях учащихся. В большей степени они представляют собой житейские понятия. Еще задолго до изучения курса физики учащиеся употребляют слова: инерция, тяжесть, упругость, трение и т.д. описывая те или иные житейские ситуации: «тяжелый» портфель, «не остановился сразу и пробежал лишнее по инерции», «упругий лук», «чтобы согреть руки я тру их друг о друга» и т.п. Высказывания детей обнаруживают не только их эмпирическое знакомство с данными явлениями, но и обозначение своего чувственного опыта адекватными терминами, несущими в себе обобщение общественного житейского опыта. В своих работах В.В.Давыдов предостерегает об опасности опоры на житейские представления как источнике развития эмпирического обобщения, закрывающего дорогу формирования теоретических механизмов мышления учащихся. С этой точкой зрения нельзя согласиться полностью. В случае, когда житейские представления сразу включаются в систему, они обретают новое качество - системность, переходят из разряда обыденных в предпонятия, дальнейшее развитие которых идет в направлении полноценных научных понятий. С другой стороны первоначальные методологические понятия также начинают свое развитие. К их числу относятся понятия: объект и предмет, свойство, сущность и явление, взаимодействие, величина, концепция, схема и некоторые другие. Их «сцепленность» с предметными знаниями обуславливает недостаточный уровень их обобщенности и абстрактности. Их дальнейшее развитие связано с переносом, т.е. с употреблением этих знаний в другой предметной области, при изучении других тем и разделов данного учебного предмета или других учебных предметов.
Данная позиция согласуется с мнением А.А.Леонтьева, убежденного, что «Противопоставление житейских и научных понятий неправомерно. Развитие познаний ребенка заключается не столько в смене житейских понятий научными понятиями, сколько в поэтапном формировании обеих форм ментальной репрезентации в их единстве и взаимообусловленности». (А.А.Леонтьев, Технология развивающего обучения: некоторые соображения // «Школа 2000» Концепции. Программы. Технологии. - Вып.2 - М,: Баллас, 1998).
Принцип построения введения
Значение введения в предмет при изучении любой дисциплины очень велико, поэтому разделу «Введение» в программах курсов физики, математики, химии, биологии уделяется особое место. Как правило, содержание введения включает основные положения предмета изучения, факты, свидетельствующие об его значимости, материалы, оказывающие положительное влияние на мотивацию к учению.
Однако раздел «Введение» должен выполнять еще одну очень важную функцию: давать схематическое, не детальное, но целостное представление предмета изучения как единой научной системы с целью выстраивания в нем траектории познавательного движения учащегося.
Ученикам трудно систематизировать отдельные элементы, факты и явления, не получив предварительно общей схемы усваиваемого предмета. Кроме того, изучаемый материал будет прочно усвоен, а не просто «пройден», только в том случае, если учащиеся хорошо понимают, как построен предмет изучения, и имеют представление о логике его развития.
Другими словами, совершенно необходимо на самом начальном этапе учебного процесса в разделе «Введение» любой дисциплины представить общую схематичную картину изучаемого предмета и выстроить в нем траекторию познавательного продвижения. А по мере изучения материала четко указывать, точное место нахождение учащегося на этой схеме в каждый конкретный момент учебного процесса. «
Образ, «контурно» представляющий объект познания еще до того как будут выделены мелкие его детали, обеспечит наибольший эффект процесса усвоения. В науковедении такую совокупность свойств объекта, которая представляет интерес для исследователя, называют предметом изучения. Именно понятие общей идеи, раскрывающей предмет изучения, становится основополагающим к содержанию Введения.
Введение должно дать целостное, в общих чертах раскрытое представление об изучаемом объекте, при котором фиксируются наиболее значимые, «конституирующие» данную предметную области, знания.
Обобщенная схема представленная во введении дает возможность построить «траекторию» познавательного движения по предмету, видеть в этом движении перспективу. Содержательно это выражается в осознании учащимся программы изучения данного предмета или достаточно емкого его раздела. Более того, помимо знаний, относящихся к конкретной предметной области освоения материала, введение несет на себе и «методологическую нагрузку», открывая учащимся общенаучный подход к раскрытию и описанию естественно - научной картины мира.
Оптимальную организацию «Введения» дает метод системного анализа. Системный подход к построению материала «Введения» требует определения основных элементов, выявления между ними главных системо-образующих связей и на этой основе построения целостных характеристик всего учебного материала.
Примеры организации материала введения, при котором формируется целостное системное представление об изучаемом предмете, и выстраивается траектория познавательного продвижения в нем, представлены в ряде работ (О.А.Жильцова, Ю.А.Самоненко). Так, обобщенная схема материала «Введения» к курсу неорганической химии базируется на основных положениях атомно-молекулярного учения и теории химической связи и описывает инвариант строения любого вещества, как единой системы. Элементарные частицы, атомы химических элементов и молекулы веществ выделены, как системообразующие элементы, а внутриатомные, химические и межмолекулярные связи, формируют три уровня строения инварианта любого вещества.
Очень важно заинтересовать учащихся еще на «подходах» к материалу Введения, а не просто раскрыть перед ними схематическое изображение будущего предмета изучения. В данном случае мы предлагаем начать первые уроки с игровой ситуации, в ходе которой учащиеся совместно с учителем смогут сформулировать определение учебного предмета «Неорганической химии».
Первую формулировку предмета химии задает учитель. Наука химия занимается изучением веществ - их свойств и превращений. Но что такое - вещество? В курсе физики уже встречалось это понятие. Учащиеся вспоминают. То, из чего состоят физические тела, называется веществом. Свойства веществ - это признаки, по которым вещества отличаются друг от друга или сходны между собой. Однако человека окружают сотни тысяч веществ с самыми разными свойствами. Как разобраться в них? Очевидно, что запомнить все вещества и их свойства невозможно. Необходимо найти рациональный путь их изучения. Учитель предлагает сравнить свойства нескольких веществ, находящихся в одинаковых колбах. Это вода, разбавленный раствор серной кислоты, раствор поваренной соли, раствор гидроксида натрия. Учащиеся определяют их свойства: все эти вещества жидкие, одинаково бесцветные, прозрачные, занимают одинаковый объем и имеют одну температуру. Они совершенно правильно описали пять физических свойств этих веществ, но в соответствии с ними данные вещества нельзя различить, хотя они разные!
Учитель приглашает на первый урок химии двух-трех учеников 10-го класса школы. Десятиклассники получают список веществ, и под «конвоем» восьмиклассников (чтобы не смогли узнать то, что происходит без них) удаляются из класса. Учитель предлагает восьмиклассникам перепутать названия на колбах с веществами. Подчеркивая, что внешне эти вещества различить нельзя! Вернувшись в класс, десятиклассники, которые всего два года изучали химию, проведут химические реакции и легко их различат. И эта задача не будет для них трудной! Восьмиклассники становятся свидетелями того, что человек, обладающий химическими знаниями, видит больше, чем они сейчас. Не случайно в древние века людей, занимавшихся алхимией, считали наделенными сверхъестественными силами. Не силами, но знаниями! — должен сказать учитель.
Причем никто из современных химиков не помнит все свойства всех на свете веществ. Для того чтобы ориентироваться в огромном их многообразии, ученые используют общие законы химии, основанные на том, что свойства веществ зависят от их состава и строения. На основании этих законов ученые объясняют свойства известных науке веществ или даже предсказывают свойства новых.
Схема ООД, представленная на рис. и дает первое представление о строении любого вещества. Используя ее можно приступить к изучению химии. Схематически изображенный в виде лестницы предмет изучения: нечетные ступеньки - системообразующие элементы, четные - системообразующие связи, дает образное представление о строении вещества, как об единой системе, из которой нельзя изъять ни одну из ступенек: лестница будет разрушена. Очевидно, что при изучении данной системы следует обязательно «пройти» все ступеньки. Это и будет траекторией познавательного продвижения по предмету. Такое схематическое представление предмета изучения формирует правильную ориентировку учащихся в чрезвычайно сложной науке, дает четкое представление о логике ее развития и позволяет им осмысленно продвигаться в предмете изучения, выделяя в ходе процесса усвоения основополагающие блоки изучаемого материала.
Недостаточную функциональную нагрузку несет введение в традиционном курсе физики. Логика его построения - «от простого к сложному», причем не в смысле субъективной трудности усвоения материала, а в конструировании самого содержания предметных знаний. Сначала основательно в полном объеме, со всеми необходимыми деталями изучаются простые понятия, например, точка, траектория, путь, перемещение, время. Затем также подробно, детально на их основе строятся более сложные понятия, например, законы движения. А сложнейшая задача сведения всех элементов предмета физики в единую общую систему программой курса не предусматривается и в лучшем случае формируется стихийно в крайне редких случаях у отдельных учащихся.
Введение в курс физики должно ставить целью первоначальную экспозицию предмета изучения как некоторой целостности. Его содержание должно отвечать первой процедуре метода системного анализа - выделению качественной определенности системы из более широкой метасистемы, охватывающей и включающей данную, ставшую предметом нашего рассмотрения, механическую систему. Одним из вариантов решения этой задачи является данное в работе (Линец Ю.А., Самоненко Ю.А. 1997) выделение предмета изучения на основе группировки явлений и физических величин, описывающих их в различных ситуациях.
Предмет изучения механики задается в виде совокупности явлений: инерции, гравитации, упругости и трения. Физические величины, с помощью которых их описывают, включают как общие для всех явлений характеристики, так специфические для каждого из них. К общим характеристикам относятся пространственная, временная, силовая и энергетическая. Специфические выступают в виде массы для явлений инерции и гравитации, а также коэффициентов упругости и трения в явлениях упругости и трения.
