Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Формирование логических операций как психолого-педагогическая проблема 10
1.1 Формирование логических операций в теории и практике школьного обучения 10
1.2 0 соотношении понятий логические операции и умственная деятельность 37
1.3 Формирование научных понятий и роль логических операций в этом процессе 47
ГЛАВА 2. Дидактические условия и средства формирования логических операций 63
2.1 Формирование логических операций как система дидактических, методических и логико-психологических связей 63
2.2 Методика использования динамики функционального развития логических операций при изучении научных понятий 72
2.3 Диагностика уровней сформированности логических операций (результаты экспериментального исследования) 84
Заключение 123
Список литературы 125
- Формирование логических операций в теории и практике школьного обучения
- Формирование научных понятий и роль логических операций в этом процессе
- Формирование логических операций как система дидактических, методических и логико-психологических связей
- Диагностика уровней сформированности логических операций (результаты экспериментального исследования)
Введение к работе
Актуальность исследования
Быстрое развитие науки и техники за последние десятилетия ведет к увеличению объема знаний, которым должны овладеть учащиеся на всех звеньях образования. Поэтому важнейшей задачей современной школы является развитие мышления и познавательной активности школьников.
Развитие мышления, в свою очередь, предполагает совершенствование его видов и форм, а также формирование основных логических операций.
Психологические основы и механизм формирования логических операций достаточно подробно изучены и раскрыты на теоретическом уровне в трудах отечественных психологов Л.С.Выготского, П.Я.Гальперина, В.В.Давыдова, Е.Н.Кабановой-Меллер, В.А.Кру-тецкого, А.Н.Леонтьева, Н.А.Менчинской, С.Л.Рубинштейна, Н.Ф. Талызиной, Г.И.Щукиной; педагогов Ю.К.Бабанского, Б.П.Есипова, И.Я.Лернера, Н.А.Лошкаревой, М.Н.Шардакова, В.Ф.Паламарчука, М.Н.Скаткина, В.А.Сластенина, Т.Н.Шамовой; зарубежных психологов и педагогов Б.Блума, Ф.Зейферта, И.Ломпшера, Ж.Пиаже, Д.Хамблина и других.
В исследованиях Н.Н.Поспелова, И.Н.Поспелова, Е.Н.Кабановой-Меллер, Д.Хамблина, Г.Пиппинга, Д.Ломпшера, В.Ф.Паламарчука, С.И.Каландарова, С.Какаева, Н.А.Гарули, И.А.Хрестиной, Л.С.Хадарцевои, С.Холмурадова раскрывается структура отдельных логических операций, даются алгоритмы и методика их формирования, предлагаются системы дидактических заданий; в работах Н.М.Зверевой, Л.А.Ивановой, М.В.Зуевой предлагаются конкретные
рекомендации (пути, приемы, способы, обобщенные схемы, графики) по формированию отдельных логических операций.
Проблема формирования логических операций как некой технологии - не разрешена окончательно до сих пор. Нет научно обоснованной системы, позволяющей управлять формированием логических операций у учащихся. Не выделены эффективные условия, которые предусматривают основные переходные состояния этого процесса и обеспечивают интегрированную программу действий для серии логических операций.
В современной школе задача формирования логических операций решается попутно с усвоением программного материала и не выделяется как самостоятельная. Об этом свидетельствуют данные констатирующего эксперимента, проведенного в школах Мордовии. Так, справились с заданием на: анализ - 20% учащихся, синтез -10%, сравнение - 60%, обобщение - 17%, классификацию - 28%.
Анализ результатов показал: 1) уровень сформированности логических операций у преобладающей части учащихся является низким (стихийным); 2) учащиеся не знают сущности, функций и структуры мыслительных операций, производя их неосознанно (интуитивно) или подражая.
Таким образом, существует объективное противоречие между необходимостью формирования у школьников логических операций и отсутствием научно-обоснованной системы управления этим процессом.
Это предопределило выбор темы нашего исследования, проблема которого сформулирована следующим образом: каковы педагогические условия и средства, обеспечивающие формирование логических операций у школьников в учебном процессе.
Решение данной проблемы составляет цель исследования.
Объект исследования - учебно-познавательная деятельность учащихся 7-9 классов.
Предмет исследования - формирование логических операций при изучении научных понятий.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой формирование логических операций будет существенно улучшено, если:
1) создана установка на овладение логическими операциями и их перенос в различные сферы деятельности с учетом дидактических, методических и логико-психологических связей;
2) процесс осуществления будет целенаправленным и планомерным на основе обобщенной методики, базирующейся на концепции непрерывности и преемственности функций логических операций;
3) в содержание обучения будут внесены алгоритмы логических операций, которые должны быть усвоены при поэтапном изучении научных понятий;
4) определены критерии и уровни овладения логическими операциями;
5) учитывается динамика функционального развития логических операций.
Исходя из проблемы, объекта, предмета и цели исследования, были выдвинуты следующие задачи:
1. Проанализировать состояние проблемы в психолого-педагогической литературе и в школьной практике.
2. Выделить и обосновать систему логических операций, используемую при изучении учащимися 7-9 классов научных понятий.
3. Проанализировать существующие методики формирования научных понятий в курсах естественно-математических дисциплин и выявить общие требования к их формированию.
4. Опираясь на результаты исследования, разработать научно-практические рекомендации по совершенствованию процесса формирования логических операций при изучении научных понятий и экспериментально проверить их эффективность.
5. Выделить критерии и уровни сформированное™ логических операций у учащихся 7-9 классов.
Методологическую основу исследования составляют:
- положение теории деятельности, по которой формирование психических явлений может происходить на трех уровнях: деятельность (макроуровень), действие (мезоуровень), операция (микроуровень);
- положение теории поэтапного формирования умственных действий.
Для решения поставленных задач и проверки исходных предположений были использованы следующие методы исследования:
- теоретический анализ директивных и нормативных документов о школе, философской, логической и психолого-педагогической литературы;
- изучение и обобщение педагогического опыта;
- наблюдение за познавательной деятельностью учащихся;
- моделирование;
- педагогический эксперимент;
- анкетирование, интервьюирование, беседы;
- метод экспертных оценок;
- методы математической обработки эмпирического материала.
Опытно-экспериментальная база исследования: общеобразовательные школы N18, N33, N40 г. Саранска. Исследованием было охвачено свыше 730 учащихся.
Основные этапы исследования.
1 этап (1992-1993 г.г.). Изучение специальной литературы по общим проблемам формирования логических операций. Разработка теоретических предпосылок по содержанию, обоснованию путей и средств формирования логических операций. Подготовка и апробирование экспериментального материала. Разработка общей методики экспериментальной работы и проведение констатирующего эксперимента.
2 этап (1994-1996 г.г.). Корректировка теоретических положений по результатам проверки экспериментальных материалов. Создание экспериментальных материалов для формирующего эксперимента. Проведение формирующего эксперимента. Обработка и анализ результатов эксперимента. Оформление текста диссертации.
Научная новизна исследования состоит в том, что в нем:
- разработана интегрированная система дидактических, методических и логико-психологических связей, позволяющая управлять процессом формирования логических операций;
- на основе деятельностного подхода раскрыты и обоснованы содержание (деятельность, действие, операция) и структура (макро-, мезо-, микроуровни) системы дидактических, методических и логико-психологических связей;
- разработана методика формирования логических операций, базирующаяся на концепции непрерывности и преемственности функций логических операций;
- разработаны дидактические условия и средства формирования логических операций;
- выделены критерии и уровни сформированное™ логических операций;
- уточнены и систематизированы понятия "логические операции", "функция логической операции", "умственное действие"; предложено рабочее определение этих понятий;
- разработана методика диагностики уровней сформированнос-ти логических операций.
Теоретическая значимость исследования состоит в раскрытии сущности динамики функционального развития логических операций и в обосновании ее как дидактического условия их формирования. Практическая значимость обеспечивается содержащимися в диссертации теоретическими положениями и выводами, которые могут найти применение в деятельности общеобразовательных школ по совершенствованию формирования логических операций, а также -в целях улучшения профессиональной подготовки будущего учителя.
На защиту выносятся:
1. Динамика функционального развития логических операций, как дидактическое условие их формирования.
2. Система дидактических, методических и логико-психологических связей, как средство формирования логических операций при изучении научных понятий.
3. Методика диагностики уровней сформированности логических операций.
Внедрение и апробация результатов исследования. Материалы исследований проверялись и корректировались в ходе опытно-экс периментальной работы. Они были доложены и получили одобрение на межреспубликанских научно-методических конференциях (г.Саранск, 1992г., 1994г.), на республиканских научно-практических конференциях (г.Саранск 1993 г., 1996г.), на Всероссийской научно-практической конференции (г.Саранск 1995г.), а также на ежегодных научных конференциях преподавателей Мордовского педагогического института им. М.Е.Евсевьева.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы.
Формирование логических операций в теории и практике школьного обучения
Разработка данной проблемы опирается на результаты имеющихся исследований по развитию логического мышления, которые освещены в психолого-педагогической и логической литературе. В педагогической теории и практике чаще всего речь идет о логическом мышлении как целостном явлении. Однако логическое мышление в конечном счете сводится к анализу, синтезу, сравнению, обобщению и другим логическим операциям, без которых вообще не может быть никакого мышления.
С.Л.Рубинштейн указывает: "Процесс мышления это прежде всего анализирование и синтезирование того, что выделяется анализом, это затем абстракция и обобщение, являющиеся производными от них. Закономерности этих процессов в их взаимоотношениях друг с другом-суть, основные внутренние закономерности мышления" [105; с.28].
Научить ученика рассуждать, доказывать, решать задачи, экспериментировать не представляется возможным без знания сущности, функций и структуры логических операций. От них напрямую зависит качественное усвоение научных знаний (понятий, законов, теорий).
На современном этапе основные идеи формирования логических операций разрабатывались в русле исследований психологии мышления под руководством психологов А.Н.Леонтьева [59;603,
С.Л.Рубинштейна [105]. Изучение мыслительной деятельности проводилось в трех направлениях: 1) мыслительные процессы школьника; 2) свойства мыслительной деятельности; 3) продукты мыслительной деятельности, т.е. знания (понятия).
Были сделаны выводы о взаимосвязи процесса обучения и развития мышления, об изменении качества аналитико-синтетической деятельности и ее состава, а также о необходимости целенаправленного формирования логических операций у учащихся.
Для этого необходимо учитывать психологические положения о формировании обобщенных умений и тех механизмах, которые это формирование обеспечивают. Поэтому остановимся на некоторых наиболее значимых исследованиях, помогающих формированию логических операций.
В решении проблемы формирования обобщенных умений многие авторы опираются на учение о трех типах ориентировки (П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина). Данное учение ценно тем, что доказывает зависимость процесса формирования обобщенных умений от способов и типов ориентировки в заданиях.
Важнейшей частью психологического механизма формирования обобщенных умений является ориентировочная основа действия (00Д).
Ориентировочная основа первого типа представляет собой образцы действия и его продукт. Никаких предписаний, как нужно выполнять действие, не дается. Ученики ищут способы выполнения заданий методом проб и ошибок. Вероятность выполнить задание правильно все же существует, а вот вероятность получить действие устойчивым, при изменении условий практически сведена к нулю.
Ориентировочная основа второго типа содержит инструкцию, как правильно выполнять действия с новым материалом. В этом случае обучение идет быстро и без ошибок. Сформированные действия обнаруживают заметную устойчивость, есть возможность использовать их при выполнении заданий в измененных условиях, хотя этот перенос ограничен тем, что задания, предложенные учащимся, имеют элементы, сходные элементам усвоенных знаний.
Ориентировочная основа третьего типа предусматривает создание такие условий, которые побуждают ученика самостоятельно составлять ориентировочную основу действия (00Д) и затем действовать по ней. Она не должна даваться ему в готовом виде (в этом случае ученику остается лишь усвоить уже выделенные учителем признаки и действовать по ним). Учитель должен использовать такие приемы мышления, которые позволили бы обнаружить в предложенном материале такие существенные свойства и отношения, которые могли бы служить ориентирами для выполнения заданий в данной области.
По третьему типу ориентировки для успешного формирования обобщенных умений выделяют следующие этапы:
1) осознание учащимися значения овладения умением выполнять данное действие (мотивационная основа действия);
2) определение цели действия;
3) уяснение научных основ действия;
4) выявление структурных компонентов, выполняющих роль опорных пунктов действия;
Формирование научных понятий и роль логических операций в этом процессе
Развитию мышления способствует работа над научным понятием. Исследования психологов показывают, что образование понятий - это сложный акт мышления. Понятия можно рассматривать в виде готового продукта мыслительного процесса. Следовательно, усвоение понятий возможно только на основе овладения учащимися мыслительными операциями.
А.Н. Леонтьев пишет:"Обращаясь к фактическим данным наших исследований, мы можем на их основании решительно утверждать, что для того, чтобы в суждении ребенка возникло высшее обобщение - понятие, необходимо построить у него соответствующую этому высшему обобщению систему психологических операций, определяемой лежащим за ней реальным отношением ребенка к действительности, а не наоборот" [59; с.345].
В процессе изучения учебного материала формирование понятий - цель мыслительной деятельности ученика, а знание логических операций - средство, с помощью которого достигается эта цель. В процессе образования понятия сами логические операции учащегося непрерывно совершенствуются. Эти две тенденции не противоречат друг другу, а выступают в диалектическом единстве.
Итак, чтобы составить понятие о предмете, необходимо научиться выделять всю совокупность признаков его характеризующих, т.е. мысленно расчленить предмет на составные части, элементы, свойства, а выделив эти признаки, мы можем изучить их каждый в отдельности (анализ). Закончив изучать части, необхо - 48 димо приступить к восстановлению в мышлении предмета в целом (синтез).
Для образования понятия необходимо выделить существенные признаки предмета, но чтобы их раскрыть, нужно сравнить наблюдаемые объекты друг с другом, установить то общее, что делает их похожими и отделить от индивидуального и т.д., т.е. сравнить. Сравнивая признаки предмета, мы находим, что одни имеют существенное значение для характеристики предмета, а другие такого значения не имеют. Рассматривая существенные признаки., мы абстрагируемся от несущественных.
Отдельные предметы на основе присущих им одинаковых свойств можно объединить в группы однородных предметов, т.е. обобщить.
Так мы образуем одну из основных форм абстрактного мышления - понятие.
Итак, для формирования научных понятий учителю необходимо знать:
1) Логические характеристики понятий.
2) Источники понятий.
3) Условия усвоения понятий.
4) Критерии (показатели) усвоения понятий.
5) Уровни усвоения понятий.
6) Методы формирования понятий.
7) Способы образования и развития [1233. Раскроем логические характеристики понятия.
"Понятие - это форма мышления, отражающая предметы в существенных признаках" [47;с23].
Существуют различные определения понятия "признак" и "существенный признак" остановимся на этом подробнее.
Признаками предметов и явлений называются их свойства, качества и отношения [126].
"Любые черты, стороны, состояния предмета, которые так или иначе характеризуют предмет, выделяют его, помогают распознать среди других предметов, составляют его признаки" [47; с.23].
Признаки, которые являются общими для целого ряда предметов или явлений, называются общими признаками или признаками сходства. Признаки отличия получили названия собственных признаков.
Существенным признаком предмета или явления называется тот признак, без которого предмет или явление не может существовать. Такие признаки, кроме названия существенных, получили названия основных. Только существование основных или существенных признаков дает возможность отделить один предмет от другого или одно явление от другого. Под существенным признаком надо понимать такие, которые постоянны во времени и неразрывно связаны с существованием самого предмета.
Для распознавания существенных признаков сначала необходимо выделить как можно большее число признаков данного предмета, затем мысленно поочередно лишать его какого-либо из выделенных признаков и анализировать, может ли существовать данный объект без этого признака. Существенными будут те признаки, без которых существование объекта (явления) невозможно.
Несущественные признаки - это признаки приходящие, случайные, сопутствующие. Они могут появляться и исчезать, но от этого существование предмета не зависит.
Случайные - характеризуют индивидуальные признаки, и они легко распознаются. Для этого достаточно поставить вопрос: мо - 50 жет ли существовать данный предмет без этого признака?
Собственные выделить значительно труднее. Для этого сначала достаточно убедиться, что данный признак сопутствует предмету постоянно, а затем сравнить его с известным существенным для установления факта первичности, т.е. какой из признаков является первичным.
Формирование логических операций как система дидактических, методических и логико-психологических связей
Поскольку основной формой организации познавательной деятельности в школе является урок, рассмотрим процесс формирования у учащихся логических операций внутри данной дидактической единицы.
Основными структурными элементами урока являются:
1. Актуализация имеющихся знаний учащихся.
2. Усвоение новых знаний и способов действий.
3. Формирование умений и навыков.
Данная структура относится к внешним показателям учения, т.е. не являются показателем мыслительной деятельности учащихся. Внутреннюю структуру урока определяет логика продуктивной мыслительной деятельности.
Для успешного решения основной задачи урока - организация и управление деятельностью учащихся по приобретению новых знаний и действий - учитель должен знать взаимосвязь внешних и внутренних элементов структуры урока. Отсюда возникает необходимость раскрытия этих вопросов. Актуализация имеющихся знаний. Понятие "актуализация" многоаспектное. Необходимо его отличить от обычного репродуктивного повторения. Цель актуализации состоит в: - 64 а) подготовке опорных знаний ученика для успешного воспри ятия и усвоения новых знаний, а также активизации работы памя ти; б) возбуждении интереса к познанию нового, т.е. создание эмоционального настроения; в) создании мотивационной сферы процесса обучения, т.е. пояснении конечной цели: для чего необходимо данное конкретное знание или способ действия; г) контроле учителя (в любой форме) за состоянием знаний, умений и навыков. Виды деятельности ученика на этапе актуализации: устное и письменное изложение приобретенных ранее знаний, самостоятельная работа репродуктивного характера или решение задач, примеров и другие. Иными словами, понятие актуализация - более широкое, чем опрос, который может быть включен как составной элемент первого. Усвоение новых знаний и способов действия. Название блока говорит само за себя, в каком направлении строится деятельность учащихся на уроке. Деятельность учителя на этом этапе заключается в управлении деятельностью учеников. Формы работы как учителя, так и учеников самые разнообразные.
Формирование умений и навыков.
Этот этап является важнейшим на уроке, при котором происходит закрепление знаний, формирование умений, а также умственных и практических действий. Глубокое усвоение полученных знаний происходит лишь в процессе применения его на практике.
На этом этапе в большинстве случаев происходит проверка правильности решения учебной проблемы. Роль учителя заключает - 65 ся в подготовке соответствующих изученному материалу заданий и управление процессом их решения.
Практика показывает, что не все элементы внешней и внутренней структуры урока могут быть равномерно представлены на каждом из них. Может чередоваться и их последовательность. В отличии от уроков непроблемных, в проблемных в течение одного урока все элементы внутренней структуры могут повторяться по нескольку раз в каждом элементе внешней структуры.
Кроме рассмотренных, в практических целях важно выделить еще методическую структуру урока, элементами которого являются различные учебные ситуации, характерные для конкретного предмета.
Учитель должен знать, что элементами дидактической (внешней) структуры урока являются дидактические задачи урока, элементами логико-психологическими (внутренней) структуры - этапы познавательной деятельности (мыслительного процесса), а элементами методической структуры - формы, виды, деятельности учителя и учащихся. Их органическое сочетание представляет собой систему связей, которую можно представить в виде таблицы N4
С точки зрения теории деятельности А.Н.Леонтьева данная система представляет собой структуру трех уровней. Макроуровень (деятельность), отвечающий логике процесса обучения, определяет дидактическую структуру урока; мезоуровень, представляющей собой совокупность действий, подчиненных общей цели, определяет методическую структуру урока, микроуровень (операция) соответствует динамике функционального развития.
Диагностика уровней сформированности логических операций (результаты экспериментального исследования)
Прежде, чем приступить к формированию логических операций, необходимо выяснить наличный уровень сформированное логических операций. Дело в том, что в реальной действительности мы имеем дело с учащимся, показатели умственного развития которого постоянно совершенствуются при обучении из года в год. Поэтому перед нами встала задача выяснить критерии оценки, свидетельствующие о достижении того или иного уровня сформированное логических операций.
Под критериями мы понимаем показатели или измерители уровня.
На основе анализа теоретических исследований В.Ф.Паламарчука [843, Т.Н.Холмурадова [1313, Н.Н.Поспелова, Н.И.Поспелова [943, А.К.Марковой, А.Г.Линдере, Е.Л.Яковлевой [683, В.И.Реша-новой [1023, нами выделены шесть критериев оценки сформированное логических операций:
1) воспроизводство готовых знаний;
2) знание сущности операций;
3) знание функции операций;
4) знание структуры операции;
5) применение логических операций;
6) перенос операции в новые, нестандартные условия. Воспроизводство готовых знаний: фактов, явлений, понятий,
законов, теорий. Этот критерий показывает способность ученика активизировать работу памяти, восстанавливая необходимые на данный момент знания, а также умения выполнять логические операции неосознанно, в основном, заучивая, подражая учителю, либо исходя из логики содержания учебного материала.
Знание сущности и функции логической операции. Без знания сущности операций нельзя иметь какого-либо представления об их назначении и функционировании.
Знание структуры операции. Учащиеся знают, с какой целью производится выбранная ими операция; знают структурные компоненты и их последовательность выполнения, т.е. алгоритм или предписание; умеют делать правильное заключение - вывод.
Применение на практике логических операций. Ученик готов выполнить простые, стандартные и алгоритмические задания, в которых необходимо использовать логические операции.
Перенос операции в новые нестандартные условия. Ученик готов решать задачи повышенной трудности, которые предполагают умение оперировать логическими операциями. Кроме того, он способен переносить эти умения в новые, изменяющиеся, нестандартные условия, т.е. проявлять творчество в разных сферах деятельности.
Мы предлагаем свою классификацию и трактовку уровней сфор-мированности логических операций, обобщенную нами на основе анализа названных выше работ.
1 уровень. Ученик не знает сущности и функций логических операций. Не знаком с их структурой, производит их неосознанно: интуитивно или подражая. Попытки выполнения задания осуществляются с опорой на выученные факты, понятия, формулы. Практические задания в большинстве случаев не выполняет.
2 уровень. Ученик знает сущность, но не понимает функции логических операций, имеет элементарное представление об их структуре. Использует их на практике для решения простых стандартных и алгоритмических заданий.
3 уровень. Ученик знает сущность и понимает функции логических операций, знаком с их структурной, осуществляет выполнение каждого этапа осознанно и целенаправленно, легко перенося умения в новые, изменяющиеся условия. Он готов решать задачи повышенной трудности.
Теперь рассмотрим модель взаимосвязей уровней сформированное логических операций и их показателей - критериев, представленных нами в таблице N5.
Воспроизводство готовых знаний характеризует все три выделенных нами уровня. Применение логических операций на практике и знание сущности соответствует второму и третьему уровню сформированности. Знание функции операций, структуры и их перенос принадлежит только творческому уровню сформированности логических операций.
В констатирующем эксперименте участвовало около 300 учащихся 7-х, 8-х, 9-х классов школ города Саранска. Результаты обработки теста представлены в таблице N6.
