Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ І
1. АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОМУ ОБУЧЕНИЮ ШКОЛЬНИКОВ.... 13
1 1 ПГОБДЕМАКАКЭЛЕМЕНТСОДЕРЖАНИЯОБРАЗОВАНИЯ... . ... 14
1 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИ!- ОСНОВАНИЯ ПОСТРОЕНИЯ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ . . 20
121 Мышление как поведение, направленное на выявление и решение проблем 20
12 2 Моделирование как универсальный способ обработки информации и метод учения 36
1 3 Дидактические модели как подсистема проблемно-орирнтированного обучения 45
Подходы к прогктировашю дидактических средств и процедур проблемно-ориееггированного обучения .. ... .. , 54
Подходы к диагностик эффективности дидактических моделей реализации проблемно-ориьнтированноюобучепия . . .58 Выводы по первой главе ... 64
2. ПОСТРОЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ДИДАКТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ КАК
ОСНОВЫ ПРОБЛ Е М НО-ОРИЕНТИРОВ АННОГО ОБУЧЕНИЯ 67
2 1 Построение комплекса моделей как компонента содержания проблемно-ориентированного
обучения 68
2 11 Модель «Элемент - Имена признаков - Значения признаков» в ОТСМ-ТРИЗ 69
2 12 Модель процесса мышления во время решения проблемы 18
2 13 Контекстные модели, обеспечивающие процесс обучения работе с проблемой 85
2 2 Структура «функционирование комплекса дидактических моделей реализации проблемно-
ориентированного обучения ... .. . . . ..91
2 3 Комплекс средств, обрспечизаюііщй освоение дидактических моделей, . .... 96
2 3 1 Общее описание 96
2 3 2 Использование модели «Элемент - Имена признаков - Значения признаков» в учебна» процессе
общая характеристика 97
2 3 3 Инструменты для освоения модели «Элемент - Имена признаков - Значения признаков» на
элементарном уровне 98
2 3 4 Инструменты для освоения модели «Элемент - Имена признаков - Значения признаков» на уровне
системного описания . , ПО
2 3 5 Инструменты для освоения группы моделей из АРИЗ 115
236 Обучение использованию модели «Точка зрения» . . 123
2 3 7 Особенности использования моделей «Реальный мир», «Фантастический мир», «Мир Образов»
(«Зазеркалье») 126
2 4. Определение видов деятельности в провлемно-ориьнтированном учебном про!Ц=ссе . .. .126
2 4 1 Исследования «от объекта» 129
2 4 2 Исследование «от цели» 130
2 4 3 Синтез авторских текстов . . 133
2 5 Технология адаптации модели в конкретном предметном курсе ... 134
2 6 Экспериментальная проверка комплекса дидактичьских моделей 135
261 Этапы эксперимента , 135
2 62 Диагностика эффективности использования комплекса дидактических моделей в проблемно-
ориентированном обучении . 138
26 3 Психологическое обследование экспериментального класса (исследование креативности), 141
Выводы по второй главе 147
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 150
ЛИТЕРАТУРА 152
ПРИЛОЖЕНИЯ 174
Введение к работе
Чрезвычайно высокие темпы развития различных сфер жизни современного общества ставят перед системой образования новые проблемы, решить которые невозможно без ее всесторонней модернизации.
Рост объема актуальной информации, быстрое старение знаний требуют постоянного наращивания содержания образования. Это негативно сказывается на управлении учебным процессом и отрицательно влияет на психическое и физическое здоровье школьников. Потребность общества в формировании личности, способной адаптироваться в стремительно меняющемся мире, требует увеличения степеней свободы учащихся в образовательном процессе (В.В. Гузеев), что также снижает его технологичность и предсказуемость.
Значимой тенденцией в развитии образования является изменение роли проблемы в учебном процессе. Являясь средством для создания мотивации, стимулирования познавательной активности учащихся, обеспечения более глубокого понимания учебного материала (И.Я. Лернер, A.M. Матюшкин, М.И. Махмутов, Е.Л. Мельникова и др.), формирования теоретического мышления (В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин и др.), проблема на современном этапе приобретает самостоятельную ценность: ведь именно готовность и умение прогнозировать, анализировать и решать проблемы определяют эффективность деятельности человека в той или иной сфере (по данным PISA в области компетентности в решении проблем учащиеся России заняли 25-30 места среди 40 стран). Требуются надежные средства выявления и обработки проблем, которые должны стать еще одним новым компонентом содержания образования.
Под проблемно-ориентированным обучением мы понимаем такое обучение, содержание которого включает метапредметные средства, позволяющие структурировать и преобразовывать информацию с целью выявления, анализа и решения проблем в различных областях знаний.
Поиск универсальных инструментов, способных обеспечить проблемно-
ориентированное обучение, заставляет современных исследователей обращаться к вопросам обучения эффективным способам мышления. Разрабатываются методы обучения мыслительным умениям: философия для детей (М. Lipman), курс латерального мышления (Э. де Боно), курсы критического мышления (D. Perkins, R. Enis, R. Paul и др.), метапредметные курсы обучения мыследея-тельности (Ю.В. Громыко, Н.В. Громыко). Они базируются на различных научных представлениях о процессах выявления, анализа и решения проблем, разработанных в таких областях, как системный анализ, содержательно-генетическая логика, когнитивная психология, искусственный интеллект.
В качестве научной основы для проблемно-ориентированного обучения отечественные и зарубежные исследователи все чаще обращаются к теории решения изобретательских задач - ТРИЗ (Г.С. Альтшуллер), в которой процесс решения проблемы изучается как отражение объективных законов существования и развития систем. Здесь разработан аппарат выявления и разрешения противоречий, позволяющий моделировать проблему и строить ее решение (Г.С. Альтшуллер, Б.Л. Злотий, Н.Н. Хоменко и др.), создана теория развития творческой личности, изучающая закономерности творческого стиля жизни, эффективной жизненной стратегии творца (Г.С. Альтшуллер, В.Г. Березина, И.М. Верткин, И.Л. Викентьев, СЮ. Модестов и др.), разработаны методы развития творческого воображения, необходимые для преодоления психологической инерции в процессе анализа проблем (Г. Альтов, П.Р. Амнуэль, В.А. Михайлов и др.). В настоящее время осуществляется начатая в конце 80-х годов разработка общей теории сильного мышления как направления, исследующего междисциплинарные закономерности процесса решения проблем и принципы их конкретизации в заданной области знаний (Г.С. Альтшуллер, Н.Н. Хоменко, А.Б. Сокол и др.).
С 80-х годов в нашей стране и за рубежом проводятся педагогические исследования по обучению различных возрастных групп учащихся решению проблем на основе теории решения изобретательских задач (Г.С. Альтшуллер,
И.Л. Викентьев, А.А. Гин, СИ. Гин, М.С. Гафитулин, М.М. Зиновкина, Б.Л. Злотий, Э.С. Злотина, А.В. Зусман, Г.И. Иванов, А.Л. Камин, А.В. Корзун, С.С. Литвин, В.В. Лихолетов, М.И. Меерович, И.Н. Мурашковска, В.М. Петров, Т.А. Сидорчук, А.Б. Сокол, Г.В. Терехова, Н.Н. Хоменко, В.А. Ширяева, Л.И. Шрагина и др.).
В исследованиях отечественных и зарубежных дидактов осуществляется разработка и применение специальных инструментов, позволяющих эффективно организовывать и перестраивать информацию в процессе работы с проблемой, например, «мыслительные карты» (G. Buzan), логико-смысловые модели представления учебного материала (В.Э. Штейнберг) и др. В ряде разработок, таких как «мыслительный подход» к обучению иностранным языкам (А.Б, Сокол), методики развития речи И.Н. Мурашковски, курс физики А.Л. Камина и Л.А. Камина, система развития мышления, воображения и речи дошкольников Т.А. Сидорчук, курс развития творческих способностей Г.В. Тереховой, и др. в качестве таких инструментов используются модели из теории решения изобретательских задач. Однако вопрос системного применения этих инструментов для реализации проблемно-ориентированного обучения остается на сегодняшний день за рамками педагогических исследований.
Наше исследование посвящено разрешению проблемы, вытекающей из следующих противоречий:
между растущим объемом содержания обучения и психолого-физиологическими ограничениями возможности его присвоения учащимися;
между потребностью в построении проблемно-ориентированного обучения и недостаточной разработанностью теоретических оснований для его реализации;
между потребностью в дидактических инструментах для обеспечения проблемно-ориентированного обучения школьников и отсутствием таких инструментов в педагогическом арсенале.
Указанные противоречия обусловливают проблему разработки дидакти-
ческих моделей проблемно-ориентированного обучения школьников.
Актуальность данной проблемы и ее недостаточная разработанность в теоретическом и экспериментальном планах, определяют тему исследования: «Дидактические модели проблемно-ориентированного обучения».
Объект исследования: проблемно-ориентированное обучение школьников.
Предмет исследования: дидактические модели проблемно-ориентированного обучения школьников.
Цель исследования: разработать, теоретически обосновать и экспериментально проверить дидактические модели проблемно-ориентированного обучения школьников.
В основу исследования положена гипотеза о том, что проблемно-ориентированное обучение школьников является эффективным, если оно:
базируется на комплексе дидактических моделей, ориентированном на обучение выявлению, анализу и решению проблем в различных областях знаний;
снабжено дидактическими средствами, обеспечивающими усвоение учащимися комплекса моделей, и процедурами, реализующими на его базе проблемно-ориентированное обучение.
Для достижения цели исследования в соответствии со сформулированной гипотезой требуется решить следующие задачи исследования:
Выявить в теории и на практике имеющиеся тенденции реализации проблемно-ориентированного обучения.
Разработать комплекс дидактических моделей, обеспечивающий межпредметное проблемно-ориентированное обучение школьников.
Разработать средства, обеспечивающие обучение освоению и применению комплекса дидактических моделей проблемно-
ориентированного обучения.
Спроектировать процедуры, реализующие на базе комплекса дидактических моделей проблемно-ориентированный учебный процесс.
Разработать средства диагностики, позволяющие оценить эффективность использования комплекса моделей в проблемно-ориентированном обучении.
В опытно-экспериментальной работе проверить эффективность разработанного комплекса дидактических моделей.
Теоретико-методологической основой исследования являются фундаментальные работы по теории познания (Э.В.Ильенков, Б.М.Кедров, Т. Кун, В.А. Штоф и др.); исследования в области психологии мышления (А.В. Брушлинский, Л.С. Выготский, М. Вертгеймер, П.Я. Гальперин, В.Н. Дружинин, А.Н. Леонтьев и др.), исследования по когнитивной психологии (Дж. Андерсон, Р. Солсо, М.А. Холодная и др.); концепции образовательной технологии (В.В. Гузеев); теории развивающего и проблемного обучения (В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Т.В. Кудрявцев, И.Я. Лернер, A.M. Матюшкин, М.И. Махмутов, Е.Л. Мельникова, Д.Б. Эльконин и др.); исследования в области теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) (Г.С. Альтшуллер, Б.Л. Злотий, А.В. Зусман, Г.И. Иванов, Ю.П. Саламатов, Н.Н. Хоменко и др.), идеи и подходы в области обучения школьников мыслительным умениям и способам решения проблем (Г.С, Альтшуллер, М.С. Гафитулин, А.А. Гин, А.В. Корзун, И.Н. Мурашковска, Т.А. Сидорчук, А.Б.Сокол, Г.В.Терехова, В.А. Ширяева, Н.Н. Хоменко и др.).
В соответствии с данной методологической основой выбраны следующие методы исследования: теоретические: системный анализ, диалектический метод, моделирование;
эмпирические: наблюдение, эксперимент, статистические методы обработки результатов исследования.
База исследования: экспериментальный и контрольный классы гимназии
№30 г. Петрозаводска. В эксперименте принимали участие 25 детей экспериментального класса, наблюдение за которыми проводилось в течение 10 лет (с первого года обучения до выпуска из школы); 25 учащихся контрольного (гимназического) класса. Кроме того, в исследовании участвовали ученики начальных классов школ №№ 3, 8, 9, 10, 13, 30, 36, 42, 44 г. Петрозаводска, школы №24 г. Ульяновска, школы №112 г. Трехгорного и учащиеся 6-П классов школ №30, 34 и Державинского лицея г. Петрозаводска (более 700 человек), в работе с которыми проверялись и корректировались отдельные методические разработки и учебные курсы.
Исследование было начато в сентябре 1990 года и проводилось в 4 этапа.
Первый этап (1990-1992 гг.): изучение возможностей использования методов изобретательства для развития творческих способностей школьников и обучения их решению проблем. Разработка на базе этих методов экспериментального факультативного курса развития творческого воображения для начальной школы.
Второй этап (1992-1995 гг.): формирующий эксперимент, направленный на отбор и адаптацию моделей, разработку новых моделей и апробирование полученных инструментов в обучении младших школьников решению проблем в различных образовательных областях.
В 1992 году был сформирован экспериментальный класс (1-й класс по программе 1-3), и далее в течение 10 лет эксперимент проводился на данной группе учащихся в составе 25 человек. Апробированные в эксперименте методики предлагались учителям начальной школы (в дальнейшем - учителям среднего и старшего звена) для внедрения в учебный процесс параллельно с введением курса развития творческого воображения в рамках школьного компонента учебного плана.
Третий этап (1995-2001 гг.): формирующий эксперимент, направленный на исследование возможностей применения разработанного комплекса моделей
для обучения школьников среднего и старшего звена выявлению, анализу и решению проблем в учебном процессе.
В этот период на базе комплекса дидактических моделей осуществлялось обучение школьников исследовательской и проектной деятельности, разрабатывалась и проводилась диагностика творческих работ и психологический мониторинг учащихся.
Четвертый этап (2001-2006 гг.): анализ результатов обучения экспериментального класса, доработка и дальнейшая апробация комплекса моделей на экспериментальных площадках и обучающих семинарах.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
разработан комплекс дидактических моделей проблемно-ориентированного обучения, состоящий из двух блоков: информационного - предназначенного для обучения обработке информации в процессе выявления, анализа и решения проблем и контекстного - позволяющего обучить школьников применению моделей информационного блока в различных контекстах;
создан комплекс дидактических средств освоения данных моделей, включающий: графические или словесные опоры-матрицы для конкретизации моделей, методические приемы предъявления применяемых в модели основных понятий, конструкторы заданий на освоение модели, основные типы заданий на формирование умений работать с моделью;
определены три вида процедур, обеспечивающих организацию деятельности учащихся по решению проблем различного типа: с определенными ресурсами и недоопределенным (незаданным) результатом, с определенным результатом, но незаданными ресурсами, с недоопределенными ресурсами и результатом. Теоретическая значимость исследования. Использование дидактических моделей позволяет сделать проблему центральным объектом учебного процесса, сфокусировать его на изучении способов структурирования и преобразования информации независимо от области знаний, что обеспечивает возможность в последующих педагогических исследованиях сместить акцент
на обучение межпредметным мыслительным умениям.
Проблемная ориентация содержания образования позволяет построить на базе комплекса дидактических моделей деятельностный образовательный процесс, направленный на освоение ключевых интеллектуальных компетенций, необходимых человеку в новых социально-экономических условиях. Этот результат создает основу для проведения новых педагогических исследований.
Практическая значимость исследования. Комплекс дидактических моделей и разработанные на его базе процедуры могут использоваться при проектировании блоков уроков, реализующих исследовательскую и проектную деятельность школьников.
Дидактические конструкторы на базе комплекса моделей позволяют синтезировать в различных предметных областях задания на обучение мыслительным умениям. На защиту выносится:
Комплекс дидактических моделей, разработанный на базе теории решения изобретательских задач, обеспечивающий проблемно-ориентированное обучение школьников в рамках различных учебных курсов, представленный информационным (трехуровневым) и контекстным блоками.
Комплекс процедур, реализующих обучение выявлению, анализу и решению проблем различного типа: с определенными ресурсами и недоопределенным (незаданным) результатом, с определенном результатом, но незаданными ресурсами, с недоопределенными ресурсами и результатом.
Комплекс средств, обеспечивающих обучение применению дидактических моделей на межпредметном уровне.
Параметры диагностики авторских текстов учащихся, позволяющие оценить эффективность использования комплекса дидактических моделей для обучения выявлению, анализу и решению проблем.
Достоверность результатов исследования обеспечивается: эксперимен-
тальной верификацией результатов, длительным (15 лет) опытом использования их в практике, массовым использованием в практике школьного обучения отдельных методик, разработанных на базе предложенного автором комплекса моделей, благоприятными рецензиями и отзывами на публикации автора.
Апробация и внедрение результатов исследования. Полученные результаты апробированы на ряде конференций и семинаров: конференция МНОЦИТ МГИУ «Креативная педагогика 21 века» - 1999; конференция «Развитие творческих способностей учащихся с использованием элементов ТРИЗ» -Челябинск, 2001; конференции «Развитие творческих способностей в процессе обучения и воспитания на основе ТРИЗ» - Челябинск, 2003, 2004, 2005, 2006; конференция «Проектное обучение в профессиональном и допрофессиональ-ном образовании» - Саратов, 2005; конференция «ТРИЗ-педагогика в системе непрерывного образования» (Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, институт дополнительного профессионального образования, 2004, 2005); научный семинар кафедры образовательной технологии АПК и ППРО (2003, 2005, 2006 гг.), международная конференция Европейской Ассоциации ТРИЗ ETRIA по вопросам приложения ТРИЗ в различных областях знаний (Страсбург, Франция, 2002, ключевой доклад; Грац, Австрия, 2005).
В своей прикладной части результаты решения поставленных задач внедрены: в начальных классах школ №№ 3, 8, 9, 10, 17, 27, 30, 34, 36, 37, 39, 42, 43,44,45,46, 50 г. Петрозаводска, школы № 24 г. Ульяновска, школ №№5, 21 г. Череповца, гимназий №№9, 89 г. Тольятти, интерната для слабовидящих детей г. Тольятти, школы №112 г. Трехгорного Челябинской области; в преподавании курса литературы и развития речи в среднем звене (гимназия №30, Петрозаводск), факультативного курса физики в средней и профильной школе, (гимназия №30, Державинский лицей, Петрозаводск), курса биологии в среднем и старшем звене (гимназия №30, Петровская школа, Петрозаводск).
Структура диссертации. Диссертация состоит из: введения, содержащего общую характеристику работы; двух глав, представляющих соответственно:
постановку основных задач исследования на основании анализа литературы,
решение этих задач в общем виде и результаты экспериментальной проверки полученных решений; заключения, содержащего основные выводы; библиографического списка использованной литературы, 15 приложений, 20 рисунков,
24 таблицы.
