Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Структура и специфика пространственного мышления и особенности его развития у младших школьников
1.1. Пространственное мышление, его структура и специфика 9
1.2. Особенности развития пространственного мышления у младших школьников
1.3. Формирование пространственного мышления у учащихся младших классов различных систем обучения
Глава 2. Организация и методы исследования 45
2.1. Организация исследования 45
2.2. Методики исследования сформированности пространственного мышления, развития рефлексии у младших школьников 47
2.3. Методы статистической обработки данных 60
Глава 3. Особенности развития пространственного мышления у младших школьников различных систем обучения.
3.1. Исследование уровня пространственного мышления у учащихся вторых классов различных систем обучения 63
3.1.1. Результаты обследования с помощью диагностирующей методики «Куб»
3.1.2. Результаты обследования с помощью диагностирующей методики «Ваза»
3.1.3. Оценка уровня развития пространственного мышления у учащихся вторых классов различных систем обучения
3.2. Исследование уровня пространственного мышления у учащихся четвертых классов различных систем обучения
3.2.1. Результаты обследования с помощью диагностирующей методики «Развертка»
3.2.2. Результаты обследования с помощью диагностирующей методики «Треугольники»
3.2.3. Оценка уровня развития пространственного мышления у учащихся четвертых классов различных систем обучения
3.3. Особенности развития пространственного мышления у детей 11 лет в зависимости от системы обучения (результаты лонгитюдного исследования)
3.4. Результаты исследования рефлексии 91
Заключение 97
Выводы 101
Практические рекомендации 103
Список литературы 106
- Пространственное мышление, его структура и специфика
- Методики исследования сформированности пространственного мышления, развития рефлексии у младших школьников
- Исследование уровня пространственного мышления у учащихся вторых классов различных систем обучения
Введение к работе
Актуальность диссертационного исследования. Основной целью развития образования является повышение его качества, доступности и эффективности. Инновационный характер образования, рост социальной мобильности и активности подрастающего поколения определяют необходимость поиска теоретических оснований и практических путей соответствия современной школы запросам общества. Одним из таких запросов является создание условий для полноценного психического развития детей при обучении. Школьники, учителя и родители получили закрепленное законом право на выбор программ, учебников, образовательных технологий.
Педагогическая система развивающего обучения Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова, основная цель которой состоит в развитии ученика, как субъекта учения, в значительной степени отвечает задаче создания благоприятных условий для проявления и развития психического потенциала учащихся.
Однако процесс реализации систем развивающего обучения в современной отечественной школе характеризуется не только достижениями, но и некоторыми противоречиями. Так до сих пор не выявлено влияние отдельных учебных предметов на развитие высших психических функций, в частности, на развитие мышления. Наряду с этим многочисленные исследования показывают, что психические особенности детей младшего школьного возраста формируются и развиваются в зависимости от условий, в частности от содержания и методов школьного обучения. Развитие начинается с интеллектуальной сферы, и, прежде всего с мышления. Особое место здесь занимает пространственное мышление, так как оно является особым видом умственной деятельности, обеспечивающей создание пространственных образов и оперирование ими в процессе решения различных практических и теоретических задач.
Специальные исследования Б.Г. Ананьева, Л.М. Веккера, О.И. Галкиной, А.В. Запорожца, В.П. Зинченко, А.И. Зотова, Е.Н. Кабановой-Меллер, И.Я. Каплуновича, И.Лампшера, А.Н. Леонтьева, Г.И. Лернер, Б.Ф. Ломова,
4 Л.П. Назаровой, Е.Ф. Рыбалко, И.С. Якиманской и др. показали, что пространственное мышление формируется и активно развивается в тех формах интеллекта, которые соответствуют основным стадиям психического развития ребенка.
При наличии многообразных условий обучения актуальными являются исследования, направленные на выявление особенностей развития пространственного мышления у младших школьников, обучающихся в различных образовательных системах. Это и определило направление экспериментального исследования.
Цель исследования: выявить особенности развития пространственного мышления младших школьников, обучающихся по традиционной и развивающей системе Д.Б. Эльконина —В.В. Давыдова.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
Оценить сформированность и выявить особенности пространственного мышления у школьников 2-х классов, обучающихся по традиционной и развивающей (Д.Б. Эльконина-В.В. Давыдова) системам обучения.
На основании лонгитюдного исследования проанализировать изменения в развитии пространственного мышления у младших школьников, обучающихся по традиционной и развивающей (Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова) системам.
Исследовать особенности взаимосвязи развития рефлексии с развитием пространственного мышления у младших школьников.
Объект исследования: младшие школьники различных систем обучения (традиционной и развивающей Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова).
Предмет исследования: процесс развития пространственного мышления у младших школьников.
Гипотеза исследования: Младшие школьники, обучающиеся по развивающей системе Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова, имеют более высокий уровень сформированности пространственного мышления, в отличие от ро-
5 весников, обучающихся по традиционной системе. Особенности высокого уровня проявляются в умении соотносить плоскостные элементы объемного тела с самим телом; соотносить объемные тела с разверткой, выполнять преобразование пространственных образов в двухмерном и трехмерном пространстве.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования состоит в том, что в нем впервые проведен сравнительный анализ сформированности и развития пространственного мышления и установлено их качественное отличие у младших школьников в зависимости от образовательных систем (традиционной и развивающей Д.Б.Эльконина - В.В.Давыдова). Показано, что основу такого отличия составляет, во-первых, умение учащихся создавать пространственные образы и оперировать ими как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве (реальном или воображаемом), во-вторых, оперирование этими образами на различных уровнях.
Выявлены и описаны уровни сформированности пространственного мышления, характерные для учащихся различных систем обучения. Расширены психологические представления о содержании и развитии пространственного мышления у младших школьников. Конкретизировано положение о влиянии сформированности содержательной рефлексии на уровни овладения предметно-специфическими способами действия. Материалы исследования обогащают теоретические представления о развивающей роли обучения геометрии в различных образовательных системах.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработанная в нем система диагностических заданий позволяет оценить степень сформированности и развития пространственного мышления у младших школьников. Результаты, полученные в работе, дают возможность более точно определить развивающий эффект той или иной новой методики обучения геометрическому материалу, а именно тех его блоков, которые направлены на развитие мышления. Схема построения исследовательского задания может
быть использована для диагностики сформированности и развития пространственного мышления у младших школьников.
На защиту выносятся следующие положения:
Особенности пространственного мышления, обнаруживающиеся у младших школьников при решении геометрических задач, обусловливаются системами обучения. Младшие школьники, обучающиеся математике в развивающей системе, демонстрируют положительную индивидуальную динамику развития пространственного мышления, в отличие от детей, обучающихся в традиционной системе.
Особенности пространственного мышления младших школьников, обучающихся по развивающей системе, проявляются, во-первых, в том, что они представляют собой некоторое целостное образование (действие), состоящее из последовательных переходов от этапа к этапу, каждый из которых выполняет в нем свою особую и специфическую роль; во-вторых, в том, что у них достаточно сформированы навыки дифференциации по существенным и несущественным признакам рассматриваемых пространственных фигур, а так же умений дифференциации отдельных математических характеристик.
Особенности пространственного мышления младших школьников, обучающихся по традиционной системе, проявляется в том, что у них недостаточно сформированы навыки дифференциации по существенным и несущественным признакам рассматриваемых пространственных фигур, а так же умений дифференциации отдельных математических характеристик.
Теоретико-методологическими основами исследования являются:
- психологическая теория деятельности (К.А. Альбуханова - Славская,
Л.И. Анциферова, Л.С.Выготский, А.Н.Леонтьев, С.Л. Рубинштейн);
- психологическая теория развития личности в условиях обучения
(Б.Г.Ананьев, Л.С. Выготский, Л.В. Занков, В.В. Давыдов, А.Н. Леонтьев,
Н.А. Менчинская, Е.И. Степанова, Д.Б. Эльконин);
положение о структуре учебной деятельности (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Е.Н. Кабанова-Меллер, Л.Н. Ланда, Л.К. Максимов, Н.Ф. Талызина);
общепсихологические представления о мышлении, в частности о пространственном, его содержании и особенностях (Б.Г. Ананьев, А.И. Зотов, Е.Н. Кабанова-Меллер, Ж-М.Х. Кадаяс, И.Я. Каплунович, Л.Н. Обухова, Н.Н. Поддъяков, С.Л. Рубинштейн, Е.Ф. Рыбалко, П.А. Сорокун, О.П. Сергиевич, И.С. Якиманская);
теория развивающего обучения (В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Э.В. Ильенков, И.И. Ильясов, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин);
представление о возможностях развития высших психических функций средствами учебных предметов (П.П. Блонский, Л.К. Максимов, Н.Ф. Талызина, И.С. Якиманская).
Методы исследования. Для решения поставленных в исследовании задач и проверки гипотетических положений использована совокупность общенаучных, психологических методов:
эмпирические методы исследования: выборочное наблюдение, беседа, опрос (интервьюирование респондентов), изучение продуктов деятельности (письменных графических работ), оценивание (классификация полученных результатов);
эксперимент;
организационные методы: двухлетнее лонгитюдное обследование;
- методы количественной и качественной обработки полученных ре
зультатов, математико-статистические методы анализа данных: методики оп-
ределения критерия Хи-квадрат (% ) и критерия знаков.
Экспериментальная база. Исследование проводилось с 39 учащимися вторых (2001 г.) и 39 учащимися четвертых (2003 г.) классов в один и тот же период учебного года. В школах № 40 с традиционной системой обучения и № 15 с развивающей системой обучения Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова города Нижневартовска. Средний возраст испытуемых 8-9(10- 11) лет.
В экспериментальных группах участвовало 19 человек (обучающихся по развивающей системе Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова) и 20 человек (обучающихся по традиционной системе).
Организация исследования: Исследование проводилось с 1999 г. по 2005 г. и включало несколько этапов. На первом этапе (1999-2000) осуществлялся анализ психолого-педагогической литературы по проблеме развития пространственного мышления, различных программ и учебников для начальных классов с целью выявления геометрического материала, направленного на формирование и развитие у учащихся пространственного мышления. На втором этапе (2001-2003) проводился диагностирующий эксперимент, направленный на выявление особенностей развития пространственного мышления у младших школьников, а так же экспериментальное лонгитюдное исследование, направленное на выявление особенностей развития пространственного мышления и рефлексии младших школьников исследуемых систем обучения. На третьем этапе (2003-2005) обрабатывались данные, обобщались и анализировались результаты исследования, формулировались выводы, выполнялось литературное оформление диссертации.
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследования доложены и обсуждены на региональной научно-практической конференции "Философия и образование" (Нижневартовск, 2000); на школе-семинаре аспирантов и соискателей «Наука и образование: проблемы и перспективы» (Нижневартовск, 2002); методических объединениях учителей начальных классов школ № 15, 27, 40 г. Нижневартовска (1999, 2000); заседаниях кафедры педагогики и методики начального образования Нижневартовского государственного педагогического института, кафедры общей и прикладной психологии Ленинградского государственного университета им. А.С.Пушкина.
Пространственное мышление, его структура и специфика
Среди всех видов мышления (конкретно-действенное, наглядно-образное, эмпирическое, теоретическое и др.), изучаемых возрастной и педагогической психологией, особое место занимает пространственное мышление (ПМ) - особый «вид умственной деятельности, обеспечивающий создание пространственных образов и оперирование ими в процессе решения различных практических и теоретических задач» (177, С.23).
В основе восприятия пространственных свойств и отношений предметов лежат физиологические механизмы, которые достаточно полно описал И.П. Павлов, указывая, что и восприятие величины предмета и представление о величине предмета есть ничто иное, как условный рефлекс, который образуется в результате многократного сочетания определенной величины изображения на сетчатке глаз с известным напряжением глазных мышц и которое окончательно подтверждается осязанием.
И.М. Сеченов считал, что восприятие пространственных свойств и пространственных отношений предметов осуществляется благодаря взаимодействию в работе зрительного и двигательного анализаторов.
А.И. Зотов отмечал, что физиологической основой человеческих ощущений являются взаимная деятельность двух сигнальных систем, проявляющаяся через механизм анализатора. (51)
А.А.Ухтомский, признавая огромную роль зрения в пространственной ориентировке, подчеркивал, что ориентировка в пространстве есть дело комплексного рецептора, который направлен на метрическое восприятие форм в трех измерениях и представляет собой координированное сочетание одновременных зрительных и мышечных проприоцептивных рецепций со вспомогательными осязательными рецепциями. Зрение тесно связано с тактильной рецепцией и вестибулярными реакциями. Именно в этих рецепторах начинается первая ориентировка в пространстве и восприятие форм предметов.
Процесс восприятия пространства и пространственных свойств предметов осуществляется не только на основе взаимодействия наличных раздражений, возникающих в корковых центрах зрительного и двигательного анализаторов, но так же включает в себя и следы от прошлых раздражений. Поэтому большое влияние на полноту протекания процесса восприятия пространства и пространственных свойств предметов оказывают так же имеющиеся у субъекта пространственные представления. (158)
Способность к отражению пространственных свойств и отношений предметов не является врожденной, а развивается в процессе жизни человека на основе отражательной деятельности ЦНС. В результате воздействия предметов внешнего мира на органы чувств, в коре головного мозга возникают и развиваются временные связи, благодаря наличию которых человек получает возможность адекватно отражать пространственные свойства и отношения предметов. Поэтому проблема развития восприятия пространства может быть решена только на основе выделения и изучения тех закономерностей в формировании и дифференцировке временных условных связей, которые возникают в результате воздействия объективной реальности на органы чувств (34).
Значимое открытие функциональной ассиметрии полушарий головного мозга и открытие стадиальности развития интеллекта расширило горизонты познания процесса формирования и развития ПМ. Было выяснено что «Правое полушарие оперирует образами реальных предметов и отвечает за ориентацию в пространстве и некоторые эмоциональные состояния. Левое полушарие специализируется на оперировании словами и другими условными знаками и с ним связывается способность к последовательному, ступенчатому познанию, которое носит аналитический характер. С помощью «левополушарной» стратегии изучаемый материал организуется так, что создается контекст, всеми понимаемый одинаково. Особенность «правополушарной» стратегии заключается в формировании многозначного контекста, который не поддается исчерпывающему объяснению». (74)
Таким образом, в восприятии пространства участвуют ЦНС и все органы чувств человека, ведущая роль принадлежит совместной деятельности зрительного, двигательного, кожного и вестибулярного анализаторов. Познание пространства, особенно на начальном этапе, опирается на перцептивную деятельность, требует создания образов, действий оперирования ими.
Фундаментальными исследованиями Б.Г. Ананьева, А.Н. Леонтьева, А.В.Запорожца, В.П.Зинченко, Л.М. Веккера и др. показано, что формирование чувственного образа уже на уровне восприятия осуществляется в процессе активной преобразующей деятельности субъекта. Специально организованная перцептивная деятельность, в основе которой лежат определенные способы обследования объекта, применение понятийного аппарата (разнообразных критериев анализа) обеспечивают многоплановое и многоуровневое восприятие (Б.Б. Косов, М.С. Шехтер, И.С. Якиманская и др.). Под восприятием мы понимаем целостное отражение предметов, ситуаций и событий, возникающих при непосредственном воздействии физических раздражителей на рецепторы поверхности органов чувств (84).
Методики исследования сформированности пространственного мышления, развития рефлексии у младших школьников
Современное школьное обучение, при наличии различных образовательных систем, в качестве приоритетной рассматривает цель развития ребенка как личности, свободно функционирующей в социальном, образовательном и пр. пространстве. Достижение этой цели невозможно без модернизации содержания образования, без поиска и внедрения прогрессивных технологий. Таким образом, исследования, направленные на выявление особенностей развития пространственного мышления у младших школьников и влияния систем обучения на характер развития пространственного мышления являются актуальными.
Рассматривая пространственное мышление (ПМ), как особый вид умственной деятельности, обеспечивающий создание пространственных образов и оперирование ими, имеют в виду, что исходной базой для такого мышления являются представления. Таким образом, пространственные представления с одной стороны являются необходимым условием существования ПМ, с другой - обеспечивают свое развитие за счет создания образов.
В первой серии экспериментального исследования (2000 - 2001 гг.) изучали уровни сформированности пространственного мышления у учащихся вторых классов различных систем обучения. Использовали модифицированные задания геометрического блока курса математики (авторская программа Н. Б. Истоминой).
Исследования проводились в общеобразовательной средней школе №15 города Нижневартовска. Обследовано 19 учащихся второго класса, обучающихся по системе Д.Б. Эльконина - В.В. Давыдова (экспериментальная группа). И в общеобразовательной средней школе №40 города Нижневартовска. Обследовано 20 учащихся второго класса, обучающихся по традиционной системе (контрольная группа). Средний возраст всех испытуемых 8-9 лет. Перед поступлением в школу дети не проходили психологического отбора, поэтому контрольная и экспериментальная группы рассматриваются как одинаковые выборки. Условия обучения детей контрольной и экспериментальной групп также были одинаковы.
Во второй серии исследования (2001 — 2003 гг.) выявлялись психологические особенности развития пространственного мышления у учащихся четвертого класса различных систем обучения. Обследовано 39 испытуемых в возрасте 10-11 лет (4 класс). Эти же испытуемые участвовали на предыдущих этапах эксперимента.
В третьей серии исследования были выявлены и проанализированы осо-бенности взаимосвязи развития рефлексии с развитием пространственного мышления у младших школьников.
На заключительном этапе (2003 - 2004 гг.) обобщались и анализировались результаты исследования.
Мы придерживались той точки зрения, что для создания или актуализации образов пространственных тел (фигур), их свойств и отношений, их графических изображений в начальной школе используют, как правило, геометрические модели. Геометрическая модель - это материальный «посредник», воспроизводящий пространственные свойства и отношения объекта. Оперирование геометрическими моделями происходит в процессе графической деятельности. Под графической деятельностью понимают деятельность ребенка по построению, изображению и чтению чертежей геометрических фигур (тел), включая: наблюдение; приемы исследования геометрической формы предметов, моделей геометрических тел и их изображений. Рассматриваемые процессы реализуются в ходе решения различных практических и теоретических задач.
Таким образом, был определен комплексный критерий успешности исследовательского поиска, а в дальнейшем мониторинга процесса и результата исследования. Основными компонентами комплексного критерия будем счи 47 тать: а) образовательный критерий, так как предполагается учитывать качество общей геометрической подготовки испытуемых (на примере уроков математики и трудового обучения), учитывать уровни оперирования пространственными образами, уровни сформированности пространственного мышления, а также уровень сложности решаемых задач на разных этапах исследования, б) критерий индивидуально-личностного развития, так как предполагается учитывать уровни развития рефлексии, как одного из компонентов мышления, а так же уровни развития пространственного мышления, в) валеологический критерий, так как предполагается учитывать уровень психического и физического здоровья (региональный компонент Ханты — Мансийского Автономного Округа), при определении времени проведения эксперимента.
Исследование уровня пространственного мышления у учащихся вторых классов различных систем обучения
Концепция развивающего обучения заключается в том, что ребенок выступает как самоизменяющийся субъект учения. Детальную разработку и многолетнюю проверку в опытно-экспериментальной работе концепция получила в области начального образования в рамках двух научных коллективов под руководством Л.В. Занкова, Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова.
Первый был сосредоточен на применении дидактической системы обучения младших школьников с целью достижения более высокого уровня их психического развития. Основными линиями общего психического развития, по мнению Л.В. Занкова, являются наблюдение, мышление, практическое действие. Суть системы - в ее общедидактических характеристиках, изменения касаются задач обучения, дидактических принципов. Отличие от традиционной системы заключается в ином подходе к отбору содержания и методов, а также во введении новых принципов. Система выстроена в русле идеи Л.В. Занкова: «Построение обучения выступает, как причина, а процесс развития школьника как следствие». (46, С. 105).
Коллектив Д.Б.Эльконина и В.В.Давыдова был сосредоточен на изучении условий для становления ребенка как субъекта учебной деятельности, заинтересованного в самоизменении и способного к нему. Основная идея концепции заключается в том, что в основе психического развития младшего школьника лежит формирование учебной деятельности в процессе усвоения теоретических знаний посредством выполнения анализа, планирования, рефлексии. Именно это определяет развитие всей познавательной и личностной сферы (39).
Согласно данной концепции организация развивающего обучения осуществляется по определенной схеме. 1) Деятельность учащихся обеспечивается объективно существующим и общественно значимым содержанием, которое проецируется (преобразуется логико-психологическими и психолого 38 дидактическими средствами, а затем переносится в учебный предмет в виде учебных задач. 2) Учебные задачи объективно требуют от учащихся осуществления строго определенной системы учебных действий, которые формируются в особых ситуациях. 3) Учащихся вводят в такую исходную учебную ситуацию, внутри которой им раскрывают условия происхождения некоторого генетически исходного понятия, учат поиску и анализу оснований его становления. 4) Деятельность учащихся организуется как поисковая («квазиисследовательская») по способу: двигаться от содержательно абстрактного знания к мысленному конкретному, к пониманию многообразных конкретных форм и взаимосвязей изучаемой реальности (135).
В данном контексте развивающая роль учебной деятельности выступает явно, так как она формирует у учащихся сами процессы возникновения и развития основных способов воспроизводящей деятельности - «умение учиться» и мыслить самостоятельно. Тем самым у школьников формируются основы теоретического отношения к действительности — потребность в поиске и усвоении понятийных знаний.
Рассматривая вопрос формирования пространственных представлений в рамках концепций традиционной системы и систем РО, необходимо отметить, что все вышеперечисленные системы считают формирование пространственных представлений одним из приоритетных направлений начального математического образования. Однако, системы (Т) и Л.В. Занкова нацелены на развитие пространственного мышления эмпирическим путем. Система Д.Б. Эль-конина и В.В. Давыдова (Э-Д) считает необходимым осуществлять формирование и развитие пространственного мышления на основе теоретических знаний.
Остановимся на различиях эмпирических и теоретических знаний, детально проанализированных В.В. Давыдовым. Выделим те из различий, которые с нашей точки зрения являются наиболее значимыми в процессе формирования пространственных представлений:
а) эмпирические знания вырабатываются при сравнении предметов и представлений о них, что позволяет выделить одинаковые общие свойства. Теоретические - возникают путем анализа роли и функции некоторого осо бенного отношения внутри целостной системы, которое вместе с тем служит генетически исходным основанием всех ее проявлений;
б) эмпирические знания отражают внешние свойства предметов и опи раются на наглядные представления. Теоретические - их внутренние отноше ния и связи и тем самым выходят за пределы чувственных представлений; в) необходимым средством фиксации эмпирических знаний являются слова-термины. Теоретические знания выражаются, прежде всего, в способах умственной деятельности, а затем уже в различных символо-знаковых систе мах (39).
Таким образом, теоретическое мышление состоит в том, чтобы создавать содержательное обобщение той или иной системы, а затем мысленно строить эту систему, раскрывая возможности ее всеобщего основания. В то время, как эмпирическое мышление, основанное на внешних связях и свойствах объекта, помогает анализировать, классифицировать и упорядочить познаваемые объекты.
