Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Формирование системного мышления учащихся как педагогическая проблема 15
1.1. Системный подход и системное мышление в современном познании ... 15
1.2 Теоретические основы формирования системного мышления в педагогике и психологии 40
1.3. Учет особенностей когнитивной сферы младших школьников при формировании системного мышления 67
ГЛАВА 2. Использование образовательного потенциала информационного моделирования в формировании элементов системного мышления учащихся начальной школы 90
2.1. Модель взаимосвязи сформированности элементов системного мышления и усвоения информационного моделирования учащимися начальной школы 90
2.2. Особенности формирования элементов системного мышления в курсе «Информационное моделирование» в начальной школе 119
2.3. Экспериментальная проверка эффективности информационного моделирования как средства формирования элементов системного мышления в начальной школе 139
Заключение 162
Библиографический список 169
Приложения
- Системный подход и системное мышление в современном познании
- Теоретические основы формирования системного мышления в педагогике и психологии
- Модель взаимосвязи сформированности элементов системного мышления и усвоения информационного моделирования учащимися начальной школы
- Особенности формирования элементов системного мышления в курсе «Информационное моделирование» в начальной школе
Введение к работе
Актуальность исследования. Расширение масштабов познавательной деятельности людей, ускорение темпов развития научно-технического прогресса порождают необходимость постоянного повышения квалификации, обновления знаний специалистов, освоения новых видов деятельности, формирования устойчивых умений самообразования и саморазвития. В обществе нарастает осознание информации как одной из важнейших универсальных категорий и важнейшей составляющей культуры (К.К.Колин, З.А.Решетова, С.Пейпер, Е.С.Полат, Н.В.Макарова и др.). Формируется новый социальный заказ к системе образования, выражающийся в формировании личности с качественно новыми ч способностями, новым типом мышления; личности, способной оперировать сложными системами разного характера и владеющей современными когнитивно-информационными технологиями. Параллельно с этим остро встают проблемы уменьшения резерва возможностей усвоения нарастающего потока информации в рамках учебного процесса. Исследования психологов (Г.Миллер, Н.Саймон) [289, 291] показывают ограниченность способности человеческого мозга обрабатывать поступающую информацию и к значительное превышение психофизиологического порога восприятия информации, что неизбежно приводит к негативным последствиям. Педагогика оказалась перед серьезной дилеммой. Объем и сложность информационных процессов возрастают, но способность человеческого мозга справиться с этой сложностью имеет определенные ограничения. В частности, учебная программа современной школы с постоянно нарастающим потоком информации в учебном процессе неизбежно связана с увеличением материала, подлежащего усвоению.
Обозначенная проблема не является новой для психолого-педагогической научной общественности. Многие отечественные и зарубежные исследователи успешно разрабатывают ее различные аспекты. Еще в 70-е годы XX века Г.П.Щедровицкий отмечал, что решение вопроса перегрузки школьников учебными занятиями может заключаться только в изменении характера самого учебного процесса, в предельной рационализации его. Необходим переход к «активным» методам обучения и воспитания, которые позволили бы учащимся в более короткие сроки и с меньшими усилиями овладеть необходимыми знаниями и умениями. По мнению Г.П.Щедровицкого, это является главным средством рационализации учебного процесса. Подобное мнение высказывали и другие ученые (Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько). Огромный вклад в решение актуальных проблем интенсификации и рационализации обучения внесли положения о применении деятельностного подхода в сферах познания, обучения, творчества, развития и самоопределения личности (П.К.Анохин, Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, А.Н.Леонтьев, Ж.Пиаже, С. Л.Рубинштейн, В.Д.Шадриков, Г.И.Щукина, И.СЯкиманская и др.).
Рассмотрение основ психолого-педагогической теории деятельности с учетом современных информационных условий позволяет конструировать новые рациональные виды учебной деятельности. Одним из таких наиболее эффективных видов на современном этапе является информационное моделирование. Психологическое обоснование необходимости включения в учебный процесс понятий модели и моделирования (Ю.Ф.Титова, Н.И.Суворова) обусловлено задачей формирования у учащихся научно-теоретического - системного типа мышления, позволяющего воспринимать действительность посредством особых специфических объектов-систем, сконструированных в историческом процессе развития науки, — моделей реальных явлений и процессов.
Исследования многих авторов (В.А.Штоффа, Э.Г.Юдина, С.А.Бешенкова, Е.А.Ракитиной, Н.В.Макаровой и др.) показывают, что задача конструирования новых видов учебной деятельности и формирования научно-теоретического - системного типа мышления учащихся может быть успешно решена лишь тогда, когда научные модели изучаемых явлений займут в содержании обучения подобающее им место и будут изучаться явно, с использованием соответствующей терминологии, с разъяснением учащимся сущности понятий модели и моделирования, чтобы они осознали и овладели информационным моделированием как методом познания.
Другим направлением, обуславливающим поиск методов, позволяющих избежать перегрузки учащихся, является использование возможностей умственных способностей детей. Известно, что быстрое и прочное усвоение знаний, умение быстро найти решение в новой познавательной ситуации во многом зависит от правильного воспитания внимания, памяти и, в особенности, мышления учащихся, уровня развития мышления, качества мыслительных операций. Исследования ученых (З.А.Решетовой, И.Б.Новика, В.П.Кузьмина, Л.Я.Зориной) выделяют формирование системного мышления как наиболее продуктивную форму теоретического мышления в процессе познания в целом и процессе обучения в частности.
Рассмотрение этой педагогической проблемы затрагивает широкий круг вопросов: теоретические основы формирования системного мышления в обучении, соотношение обучения и развития в процессе формирования системного мышления, роль информационного моделирования в учебной деятельности, условия формирования системного мышления в учебном процессе, учет когнитивных особенностей учащихся при формировании системного мышления.
В свете обозначенных тенденций особое значение приобретает важность формирования устойчивых навыков учебной деятельности и формирования научно-теоретического типа мышления учащихся уже с начальной школы, поскольку период младшего школьного возраста является наиболее сензитивным для формирования методов учебной деятельности, современных системных способов умственных действий (В.В.Давыдов, Д.Б.Эльконин, Л.В.Занков, Ш.А.Амонашвили, А.З.Зак, А.В.Запорожец, Е.И.Рогов и др.). Современный уровень развития информационных технологий позволяет выдвинуть новые технологии решения этих вопросов: виртуальные учебные среды, электронные учебники, электронные лаборатории, совместное обучение на базе цифровых коммуникационных технологий (С.Н.Тур, Т.П.Богучава, А.А.Витухновская, С.И.Смирнова, В.В.Дубинина, С.Ф.Сопрунов, А.А.Зубрилин, В.П.Линькова, В.П.Пустобаев, Г.В.Ившина, Н.В.Софронова и др.). Однако для начальной школы, в отличие от среднего и старшего звена, проблема их применения осложняется тем, что носит в основном иллюстративный характер. Это неоправданно ограничивает педагогические возможности компьютеров, как следствие появляется информационная запущенность, которая в среднем и старшем возрасте переходит в фанатичное увлечение детей компьютерными играми и другими продуктами индустрии цифровых развлечений.
Несмотря на появляющиеся в последнее время работы, раскрывающие некоторые аспекты данной проблемы (Н.В.Матвеева, Е.Н.Челак, Н.К.Конопатова и др.), остаются малоизученными вопросы, касающиеся условий, особенностей и механизма формирования системного мышления средствами информационного моделирования на основе применения информационных технологий в учебном процессе начальной школы. Таким образом, актуальность исследования может быть обозначена в следующих положениях:
• недостаточная изученность вопроса формирования системного мышления в начальной школе;
• недостаточная изученность возможностей информационного моделирования как средства формирования системного мышления учащихся начальных классов;
• необходимость разработки научно-методического обеспечения для реализации процесса формирования системного мышления в начальной школе.
Налицо противоречие между объективной потребностью формирования элементов системного мышления учащихся начальной школы и недостаточной разработанностью теоретических положений и практических рекомендаций использования информационного моделирования для целенаправленного формирования этого типа мышления. Недостаточная теоретическая разработанность проблемы формирования системного мышления учащихся начальной школы отрицательно сказывается на состоянии педагогической практики.
С учетом этих обстоятельств был сделан выбор темы исследования «Формирование элементов системного мышления учащихся средствами информационного моделирования (на материале 2-3 классов)», научная проблема которого сформулирована следующим образом: каковы теоретико-методологические основы, особенности, механизмы, основные направления и педагогические условия эффективного формирования системного мышления учащихся начальной школы средствами информационного моделирования.
Решение данной проблемы является целью исследования: выявить теоретико-методологические основы, особенности, механизмы,; основные направления и педагогические условия эффективного формирования системного мышления учащихся начальной школы средствами информационного моделирования.
Объект исследования: учебно-воспитательный процесс начального образования.
Предмет исследования: формирование элементов системного мышления учащихся начальной школы.
Гипотеза исследования: формирование элементов системного мышления учащихся начальной школы будет успешным, если на основе теоретического анализа особенностей и основных механизмов информационного моделирования будет дана их сущностно-содержательная и структурно-функциональная характеристика с позиции деятельностного и системного подходов, разработана программа формирования элементов системного мышления учащихся начальной школы, разработано научно-методическое обеспечение.
Цель, предмет и гипотеза позволили определить задачи исследования:
• Провести анализ отечественной и зарубежной философской и психолого-педагогическои литературы по проблемам системного подхода и формирования системного мышления, определить педагогические условия его формирования.
• Выявить особенности, механизм и уровни формирования элементов системного мышления средствами информационного моделирования в начальной школе.
• Разработать и апробировать программу спецкурса «Информационное моделирование» по формированию элементов системного мышления учащихся начальной школы, экспериментально проверить эффективность научно-методических рекомендаций исследования.
Методологической основой исследования являются:
1. Диалектические законы и категории, которые требуют всестороннего подхода к изучению педагогического процесса и конкретных педагогических явлений с точки зрения их всеобщей связи, развития, перехода А количественных изменений в качественные, раскрытия внутренних противоречий и борьбы противоположностей (Ф.Гегель, К.Маркс, Ф.Энгельс; в педагогике вопросами диалектики занимались В.Черняк, С.А.Шапоринский).
2. Системно-структурная методология как основа построения исследования (Г.П.Щедровицкий, Б.А.Грушин, В.Я.Дубровский).
3. Положения системного подхода и системного анализа как содержательная основа формирования системного мышления (Р.Акофф, (f М.Месарович, А.И.Уемов, М.В.Блауберг, Э.Г.Юдин, А.Н.Аверьянов, В.Н.Садовский, П.К.Анохин).
4. Положения деятельностного подхода в психологии, устанавливающие связь обучения и развития (Л.С.Выготский, А.Н.Леонтьев, С.Л.Рубинштейн, А.А.Запорожец, ПЛ.Гальперин, Д.Б.Эльконин, В.В.Давыдов).
5. Законы и категории педагогической науки, которые определяют общие подходы к познанию и использованию закономерностей обучения (Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, Л.В.Занков, ИЛ.Лернер, П.И.Пидкасистый, М.Н.Скаткин).
Тема, гипотеза и задачи исследования обусловили выбор методов исследования, взаимообогащающих и дополняющих друг друга: анализ зарубежной и отечественной научной, психолого-педагогической литературы с целью выявления современного состояния и определения путей достижения целей по проблеме исследования; наблюдение, анкетирование, анализ продуктов деятельности учащихся, методы диагностики, педагогический эксперимент, изучение и анализ инструктивно-методических документов, статистические методы обработки данных эксперимента.
Экспериментальная база исследования: учащиеся начального звена средней школы №20, национальной гимназии №14 г. Йошкар-Олы, кафедра информатики Марийского государственного технического университета. Всего в эксперименте принимали участие 136 учащихся начальной школы.
Исследование проводилось с 1999 по 2005 г.г. в три этапа.
Первый этап - 1999- август 2002 г.г. Изучение психолого-педагогической, научной литературы по теме исследования, анализ проблемы формирования системного мышления в отечественной и зарубежной педагогической теории и практике. Изучение и обобщение опыта формирования элементов системного мышления учащихся начальных классов. На этом этапе выявлялись противоречия и нерешенные задачи, происходило накопление информации по использованию информационного моделирования в контексте заявленной проблемы, определились исходные принципы и основные направления исследовательского поиска, формулировалась его общая гипотеза.
Второй этап - сентябрь 2002 - август 2003 г.г. Разработка теоретических основ исследования, его общей концепции и научного аппарата, изучение специфики формирования элементов системного мышления в начальной школе. На этом этапе создавались условия, необходимые для обеспечения исследовательской и экспериментальной работы, велась разработка программы спецкурса «Информационное моделирование», проводились методические семинары с учителями Республики Марий Эл по теме исследования, определялись основные критериальные характеристики формирования элементов системного мышления учащихся начальной школы.
Третий этап - сентябрь 2003 - 2005 г.г. Разработка модели формирования элементов системного мышления учащихся начальной школы. Анализ и обработка полученных эмпирических данных, систематизация и внедрение в ходе эксперимента положительного опыта. На этом этапе была обоснована структура этапов информационного моделирования и их функций в формировании элементов системного мышления учащихся начальной школы, уточнена и дополнена общая гипотеза исследования, выявлена совокупность условий успешного формирования элементов системного мышления посредством информационного моделирования, разработаны методические рекомендации по повышению его эффективности. -f Оформление результатов исследования в виде кандидатской диссертации.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
• Впервые выдвинуто и обосновано теоретическое положение об эффективности информационного моделирования как средства формирования системного мышления в начальной школе.
• Конкретизированы и уточнены теоретические основы и педагогические условия формирования системного мышления в f процессе обучения.
• Разработано методическое обеспечение формирования системного мышления средствами информационного моделирования в начальной школе.
Теоретическая значимость исследования.
• Выявлены особенности и механизм формирования системного мышления с учетом характеристики когнитивной сферы младших школьников.
• Выявлены педагогические связи информационного моделирования как вида познавательной деятельности с процессом формирования системного мышления в младшем школьном возрасте.
• Определены основные направления формирования системного мышления в учебном процессе начальной школы на современном этапе.
Практическая значимость исследования заключается в разработке этапов формирования системного мышления; программы спецкурса «Информационное моделирование» по формированию элементов системного мышления в начальной школе; определении критериев сформированности элементов системного мышления, необходимых для его мониторинга.
Разработанные в ходе исследования система заданий и упражнений в рамках спецкурса «Информационное моделирование», методические рекомендации по их применению и совершенствованию, накопленный эмпирический материал могут быть использованы в процессе педагогической практики, при подготовке и переподготовке учителей начальной школы в высших учебных заведениях, институтах повышения квалификации.
Достоверность и обоснование выводов и результатов исследования обеспечиваются методологической обоснованностью исходных теоретических позиций; использованием совокупности методов, адекватных предмету, гипотезе, задачам исследования, взаимопроверяющим его результаты; логикой научного исследования; рациональным сочетанием теоретической и опытно-экспериментальной частей исследования;
критериями научного знания. Объективность результатов подтверждена данными опытно-экспериментальной работы, показавшей эффективность предложенной нами структуры и программы формирования элементов системного мышления учащихся начальной школы.
Основные положения, выносимые на защиту:
• Теоретическое и практическое обоснование комплекса педагогических условий, особенностей и механизма формирования элементов системного мышления в начальной школе.
• Структура формирования элементов системного мышления для учащихся начальной школы, опирающаяся на информационное моделирование как формообразующую деятельность.
• Авторская программа формирования элементов системного мышления в начальной школе средствами информационного моделирования.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Основные положения и выводы диссертационного исследования представлены в докладах на пяти международных научных конференциях в Москве, Туле, Белово, Троицке, на шести всероссийских научно-методических и научно-практических конференциях по проблемам информатизации образования в Казани, Нижнем Тагиле, Йошкар-Оле, Чебоксарах; результаты исследования опубликованы в трех сборниках научных статей; отражены в программе изданного курса «Информационное моделирование» для начальной школы. Общее количество публикаций - 15.
В рамках курсов повышения квалификации на базе Марийского института образования были обучены 50 учителей города Йошкар-Олы и районов республики.
Структура диссертации. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии (292 наименования), 8 приложений, 33 таблиц, 32 рисунков. Объем работы - 168 страниц.
Во введении выявляются предпосылки возникновения постановки проблемы исследования, обосновываются исходные параметры, актуальность темы исследования, определяются его проблема, цель, предмет и объект, формулируются гипотеза и основные задачи, описываются методологические основы и методы исследования, раскрываются его научная новизна, теоретическая и практическая значимость.
В первой главе «Формирование системного мышления учащихся как педагогическая проблема» проводится историографический анализ отечественной и зарубежной научной литературы по теме исследования. Анализ различных источников позволил выделить основные философские и научные аспекты базовых понятий системного мышления, выделить педагогические условия эффективного формирования системного мышления. Сделан вывод о перспективности подхода в ряде научных работ, где моделирование рассматривается как процесс системно-информационной исследовательской деятельности и средство формирования элементов системного мышления. Эта точка зрения была принята автором и получила дальнейшее развитие в диссертационном исследовании.
Во второй главе «Использование образовательного потенциала информационного моделирования в формировании элементов системного мышления учащихся начальной школы» раскрываются сущность, содержание, функции и основные направления формирования элементов системного мышления учащихся начальной школы. На основе анализа особенностей развития младших школьников, возможностей формирования системного мышления учащихся, а также рассмотрения существующих методов обучения выявлены психолого-педагогические особенности формирования элементов системного мышления в начальной школе. В главе также обобщен опыт формирования элементов системного мышления в начальной школе, описаны содержание, ход, методика проведения и результаты педагогического эксперимента.
В заключении обобщены результаты исследования, изложены его основные выводы, подтверждающие положения, выносимые на защиту, определены перспективы дальнейшей работы.
В приложении представлены опытно-экспериментальные материалы, характеризующие содержание, организацию и результаты исследовательской деятельности.
Системный подход и системное мышление в современном познании
Возникновение потребности формирования системного мышления в обучении связано с поиском методов и форм рациональной организации учебной деятельности, основанных на современных образовательных технологиях. Рассмотрение этой задачи должно осуществляться в контексте общих проблем современной системы образования. Эти проблемы определяются в первую очередь социальными потребностями участников образовательного процесса и запросами общества к формированию полноценной личности.
Е.С.Полат обозначает следующие качества личности выпускника современной школы, как наиболее важные в условиях перехода к постиндустриальному обществу:
умение гибко адаптироваться в меняющихся жизненных ситуациях, самостоятельно приобретая необходимые знания, умело применяя их на практике для решения разнообразных проблем, чтобы на протяжении всей жизни иметь возможность найти в ней свое место;
самостоятельно критически мыслить, уметь увидеть возникающие в реальном мире трудности и искать пути рационального их преодоления, используя современные технологии; четко осознавать, где и каким образом приобретаемые ими знания могут быть применены в окружающей действительности; быть способными генерировать новые идеи, творчески мыслить;
грамотно работать с информацией (уметь собирать необходимые для исследования определенной задачи факты, анализировать их, выдвигать гипотезы решения проблем, делать необходимые обобщения, сопоставления с аналогичными или альтернативными вариантами рассмотрения, устанавливать статистические закономерности, формулировать аргументированные выводы и на их основе выявлять и решать новые проблемы);
быть коммуникабельным, контактным в различных социальных группах, уметь работать сообща в разных областях, предотвращая конфликтные ситуации или умело выходя из них;
самостоятельно трудиться над развитием собственной нравственности, интеллекта, культурного уровня [152, с. 8].
Таким образом, современная школа должна научить ученика учиться, обеспечить его такой системой знаний и умений, которые необходимы для дальнейшего самообразования, развить его познавательные интересы и способности, воспитать самостоятельно мыслящую творческую личность. В современных условиях школа не может дать человеку запас знаний на всю жизнь, но она в состоянии дать ему опорные знания, развить его мышление, научить оценивать новые факты, явления, идеи, с которыми он встретиться в общественной жизни, в труде, сделать его способным к отбору, восприятию, осмыслению и использованию вновь полученной информации. Для решения обозначенной задачи необходимо в содержание образования включать не только знания по предметам, но и специальные методологические знания, чтобы учащийся мог самостоятельно осуществлять перестройку первично полученных знаний. Поставленная проблема не является для педагогической науки новой. Более того, эта задача входит в качестве компоненты в состав принципа научности, зафиксирована во всех современных курсах дидактики и методики, сформулирована во всех официальных школьных документах. Значение данной проблемы и ее решения подчеркивается многими исследователями (М.Н.Скаткин, И.Я.Лернер, В.В.Давыдов и др.). Однако ЛЯ.Зорина отмечает, что усвоение учащимися самостоятельно методологических знаний лишь на базе предметных практически не реализуется [72, с. 34]. Сложность их усвоения во многом определяется содержанием самих методологических знаний [72, с. 53]: 1. Научные теории (структура, природа основных положений, пути проверки). 2. Формализация и формализованные понятия. 3. Моделирование и модель. 4. Пути открытия законов. 5. Группа общенаучных терминов: определение, закон, правило, принцип, постулат, эксперимент, теория, концепция. 6. Структуры различных видов знаний.
Из перечисленных категорий методологических знаний видно, что их усвоение требует формирования теоретического мышления, чему часто не уделяют специального внимания в практике учебного процесса. С точки зрения дидактики эта проблема также еще не достаточно разработана. Остаются невыясненными следующие вопросы:
1. Какие условия необходимы для включения методологических знаний в учебный процесс?
2. Какие мыслительные механизмы служат психологической основой для формирования методологических знаний?
3. С помощью каких средств усвоение методологических знаний учащимися будет наиболее эффективным?
4. Какие методологические знания необходимо формировать в зависимости от уровня развития когнитивной сферы учащихся?
Таким образом, необходимо определить пути ознакомления учащихся с методологическими знаниями, т.е. методами научного познания. На современном этапе развития науки одним из ведущих методологических направлений, по определению многих исследователей (В.П.Беспалько, Г.П.Щедровицкий, Б.С.Гершунский, ЛЯ.Зорина, Э.Г.Юдин и другие), является системный подход. По замечанию З.А.Решетовой, системная ориентация научного исследования как устойчивая форма всеобщего познавательного процесса приобретает характер ведущего метода научного познания, несущего исторические нормативы теоретического мышления эпохи НТР [248, с. 84].
Теоретические основы формирования системного мышления в педагогике и психологии
Разработка вопроса формирования интернальных информационных моделей в аппарате мышления человека в процессе обучения опирается на анализ соотношения таких понятий, как развитие и обучение. Проблема соотношения обучения и развития была и остается одной из стержневых проблем педагогики. На различных исторических этапах ее решение менялось, что обусловлено сменой методологических установок, появлением новых трактовок понимания сущности развития личности и самого процесса обучения, переосмыслением роли последнего в этом развитии.
В истории педагогической мысли имеются три точки зрения на вопрос о соотношении обучения и развития.
Одна из них была представлена американским ученым Э.Торндайком и состояла в признании обучения и развития как тождественных процессов. Каждый шаг обучения считался и шагом развития. Эти взгляды разделяли У.Джеймс, Дж.Уотсон, К.Коффка, хотя природу обучения они понимали по-разному.
Другая точка зрения, высказанная известным швейцарским психологом Ж.Пиаже и развиваемая его школой, отрицает связь между обучением и развитием ребенка. Согласно ей, развитие последнего есть следствие внутреннего, спонтанного самоизменения, на которое обучение не оказывает никакого влияния [165]. По мнению Ж.Пиаже, мышление ребенка с необходимостью проходит через все известные фазы и стадии независимо от процесса обучения. Более того, обучение обусловлено уровнем развития человека. «Развитие создает возможности - обучение их реализует» (В. Штерн). Обучение - это лишь внешние условия созревания, детского развития. Этой точки зрения придерживались А.Гезелл, З.Фрейд и др. Сторонники таких взглядов полагают, что детей можно и нужно учить лишь тому, что он «может понять», к чему у них созрели определенные познавательные способности (принцип доступности обучения). Естественно, что эта точка зрения не признает самой идеи развивающего обучения.
Наиболее признанной российскими учеными является точка зрения, согласно которой обучение ведет за собой развитие и должно идти впереди него. Впервые она была сформулирована Л.С.Выготским в его концепции умственного развития ребенка. Свое развитие она получила в трудах А.Н.Леонтьева, С.Л.Рубинштейна, А.А.Запорожца, П.Я.Гальперина, Д.Б.Эльконина, В.В.Давыдова и др. как теория деятельности.
С позиции деятельностного подхода психика рассматривается как внутренняя деятельность. Психическое отражение выступает в разных формах. Генетически первичной является внешняя деятельность с материальными объектами (или их «заместителями» - моделями). В процессе ее интериоризации в онтогенезе через ряд промежуточных этапов формируется внутренняя деятельность (П.Я.Гальперин). Но это не простое перемещение внешней деятельности во внутренний план сознания. Происходит процесс формирования этого плана, когда деятельность обобщается, свертывается, «освобождается» от чувственной ткани языка, автоматизируется - превращается в мыслительную деятельность. Внешняя и внутренняя деятельность связаны не только генетически, но и функционально: внутренняя деятельность, возникая из внешней, принимает на себя функцию ее ориентирования, регулирования. Таким образом, через внешнюю деятельность с объектом субъект «извлекает» фиксированное, в нем «покоящееся» психологическое содержание деятельности. Овладев им, превратив в ориентировочную основу преобразования объекта, индивид «возвращает» деятельности ее преобразованное психологическое содержание, запечатлевая в ее продукте теперь уже свои индивидуально-родовые способности, экстериоризирует их. Усвоение — есть процесс взаимных переходов деятельности внешней во внутреннюю и наоборот, т.е. процесс их взаимных превращений.
Таким образом, психологическая теория деятельности открывает новое понимание природы обучения и механизма усвоения. Первоначально индивид, ребенок, включается в учебную деятельность, распределенную между членами некоторого коллектива, имеющую внешнее, развернутое выражение и реализуемую с помощью различных вещественных и знаковых средств. Усвоение способов выполнения этой деятельности и, прежде всего, способов использования ее средств, позволяющих управлять своим поведением, формирует у индивида «интерпсихические» процессы [37, с. 145].
Затем способы этой деятельности, первоначально усвоенные в их внешней форме, преобразуются и превращаются во внутренние (умственные) или «интрапсихические» процессы. Именно в этом переходе от внешних, развернутых, коллективных форм деятельности к внутренним, свернутым, индивидуальным формам ее выполнения, т.е. в процессе интериоризации, преобразования интерпсихического в интрапсихическое осуществляется психическое развитие человека.
Одну из главных идей, выражающих деятельностную природу механизма усвоения, сформулировал ПЯ.Гальперин: «...в отличии от животных психика человека вся задается извне и все ее структуры подлежат усвоению. Верно, что усвоение происходит только через собственную деятельность, но она сама должна быть сформирована, а, следовательно, и организована» [42, с. 132]. Усвоение знаний и умений, формирование мышления в обучении происходит посредством деятельности учащегося (организуемой обучающим), принимающей форму исследования объекта, его анализа, выполняемой по определенной программе. От характера этой деятельности зависит качество формирующихся мыслительных процессов.
Усвоение «готовых» знаний, отчужденных от деятельности, их производящей приводит к снижению не только учебных показателей, но тормозит сам процесс развития учащегося. Для традиционной дидактики механизм формирования теоретического мышления, теоретических знаний оказывается закрытым и проблема формализма знаний остается неразрешенной. Принцип сознательности в обучении нереализуем без формирования механизма усвоения как теоретической деятельности и без ее рефлексии самим учащимся (без отражения его сознанием функции знаний, их порождения деятельностью, понимания специфики этой деятельности, значения ее средств и способов для качеств формируемых знаний и умений). Реализацией представленных положений деятельностного подхода в педагогике является теория развивающего обучения. В российской педагогике существует ряд концепций развивающего обучения. Одной из наиболее распространенных является концепция Л.В.Занкова.
Модель взаимосвязи сформированности элементов системного мышления и усвоения информационного моделирования учащимися начальной школы
Описав теоретические особенности формирования системного мышления в обучении с учетом связей с познанием и развитием в частных методологиях философии и психологии, перейдем на новый уровень системно-структурного исследования - область практик. Осуществляться этот переход (практические исследования формирования элементов системного мышления учащихся начальной школы) должен в контексте условий протекания процессов, выделенных в первой главе. Но если в первой главе мы рассматривали теоретическое содержание первого (формообразующего) и второго (содержательного) условия формирования системного мышления, то во второй главе реализация первого формообразующего условия подразумевает построение модели формирования системного мышления как формы исследования, а второе (содержательное) условие должно быть иллюстрировано конкретной программой, в данном случае это курс «Информационное моделирование». Поэтапный переход исследования в рамках системно-структурной методологии пронизан системно-структурной авторефлексией области исследования, которая осуществляется на каждом уровне исследования. Системно-структурная авторефлексия использования образовательного потенциала информационного моделирования в формировании элементов системного мышления учащихся начальной школы осуществляется в процессе экспериментальной проверки эффективности информационного моделирования как средства формирования элементов системного мышления. Построение модели взаимосвязи сформированности элементов системного мышления и усвоения информационного моделирования учащимися начальной школы опирается на общий процесс моделирования, выявленный нами в первой главе и состоит из следующих этапов: постановка цели моделирования; выявление объектов моделирования; исследование свойств этих объектов, их поведения; установление связей между выделенными объектами; формализация полученной модели; проверка ее адекватности поставленным целям моделирования. Полученная модель должна описывать:
1. Уровни формирования системного мышления для учащихся начальной школы.
2. Уровни усвоения содержания обучения информационному моделированию для учащихся начальной школы.
3. Взаимосвязь уровней сформированности элементов системного мышления и уровней усвоения содержания информационного моделирования в начальной школе.
Отсюда выделим объекты моделирования: формирование системного мышления, усвоение содержания информационного моделирования, когнитивные характеристики учащихся начальной школы (эмпирические данные). Описание всех выделенных объектов будет происходить на материале
эмпирических исследований, полученных нами при работе с учащимися начальных школ города Йошкар-Олы в течение трех лет. Формирование элементов системного мышления осуществлялось в рамках курса «Информационное моделирование образовательной области «Информатика». Диагностика формирования элементов системного мышления проходила в два этапа — на начальной стадии эксперимента и в конце обучения информационному моделированию. Учащимся предлагалось выполнить ряд заданий, которые выбирались из определенных блоков (приложение 5).
Каждый из этих блоков содержал задания на диагностику конкретного элемента системного мышления. Учащимся предъявлялась для выполнения работа, состоящая из четырех заданий, выбранных из разных блоков. Таким образом, учащиеся выполняли пять работ по четыре задания в разное время с промежутками в несколько дней, что давало возможность исключить влияние на эксперимент субъективных моментов. Результаты работ оценивались по количеству выполненных заданий. В целом в эксперименте участвовало 136 учащихся начальной школы. сформированность элементов системного мышления распределялась в основном около двух элементов: умение перехода от частей к целому и умение находить системные свойства. Два других элемента (умение перемещать фокус внимания с одного уровня системы на другой, рефлексия полученных результатов) проявлялись значительно хуже (рис. 12). Причем такая
Особенности формирования элементов системного мышления в курсе «Информационное моделирование» в начальной школе
Рассмотренные теоретические аспекты формирования системного мышления учащихся начальной школы выступили основой для создания специализированного курса «Информационное моделирование». Хотя курс имеет междисциплинарный характер, наиболее близок он к предметной области «Информатика». Междисциплинарный характер реализуется за счет междисциплинарной методологической основы курса. Действительно для любого школьного предмета необходима целостная основа построения знаний (системы знаний). Но изучение любой системы есть построение некоторой ее информационной модели, а это, в свою очередь, является кругом вопросов, рассматриваемых непосредственно информатикой. С другой стороны, предметная область информатики приобретает новое качество, включая вопросы, связанные с изучением понятия системы, элементов системного анализа, методов информационного моделирования. Если в средней школе достаточно большой диапазон программ, ориентированных на системно-информационную парадигму (С.А.Бешенков, Е.А.Ракитина, Н.В.Макарова, Ю.Ф.Титова, Н.Д.Угринович и др.), то в начальной школе в основном преобладает узкая направленность в преподавании информатики. Можно выделить два направления, так или иначе преобладающих в курсе информатики для начальной школы. С одной стороны, выдвижение вперед «пользовательского аспекта», связанного с формированием компьютерной грамотности, подготовкой школьников к практической деятельности в условиях широкого использования информационных технологий» [176]. С другой стороны, имеется также перекос в сторону алгоритмического (программистского) аспекта, связанного с развитием алгоритмического мышления, освоением основ программирования.
Учитывая выше обозначенные тенденции, автор делает попытку обобщения многолетнего личного опыта преподавания информатики.
Практическим результатом проделанной работы является спецкурс «Информационное моделирование» для начальной школы. Основные принципы построения курса заключаются в реализации системного подхода к построению педагогического процесса. Роль системного подхода в освоении знаний проявляется как формирование системного мышления - не прямолинейного по своей сути, а циклического, в котором связи между объектами знаний (элементами системы - базы знаний) образуют циклы обратной связи. Обратная связь - возвращение информации на следующем этапе ее передачи. Системное мышление — это категория, которая предлагает основу для наблюдения и понимания комплексных, многослойных процессов в окружающей действительности. Один из постулатов, создающих основу системного мышления : проблема - это не проблема сама по себе, а часть большого процесса, включающего много "других" объектов, другого "поведения" и "других" значений.
Контрастом системному мышлению является более узкое, причинно-следственное мышление, часто называемое линейным, когда оно предлагает единонаправленную связь между причиной и следствием в отличие от более широкого рассмотрения взаимодействия многих причин и следствий при системном мышлении. На практике дети, усваивая новый материал, обязательно обращаются к знаниям, приобретенным ранее, таким образом, органично вписывают новое в имеющуюся систему миропонимания, что влечет ее изменения, дополнения, а иногда и пересмотр уже существующих элементов системы знаний.
Структура курса включает многочисленные задания на развитие системных качеств мышления: структурности, ориентационной гибкости, понимания сущности проблемных ситуаций, нетривиальное восприятие кажущихся очевидными фактов, грамотный выбор тактики решения и усвоение нестандартных связей между входной и выходной информацией.
Первая часть курса содержит конспекты уроков с методическими комментариями для учителя. Уроки разработаны в ключе объектного подхода к информационному моделированию. Каждый урок снабжен небольшим методическим введением, раскрывающим психолого-педагогическую направленность того или иного задания урока, что поможет учителю при необходимости легко перестроить ход урока в зависимости от особенностей обучаемого класса. Тематическое планирование концентрирует уроки одного раздела в отдельную учебную четверть. Учебный процесс четвертой четверти строится на обучении в форме проектных уроков; здесь в полной мере происходит формирование способности мыслительной рефлексии в ходе самостоятельной деятельности учащихся.
Вторая глава содержит технологические инструкции для подготовки компьютерных заданий. Преимуществами заданий является реализация процесса обучения встроенными средствами MS Windows и стандартных офисных программ, что позволит учителям без привлечения дополнительных программных продуктов строить занятия. Такой подход обеспечивает мобильность курсу, возможность использовать материалы непосредственно на уроках информатики, при организации внеклассных занятий, для домашних занятий учеников без привязки к потребностям специального программного обеспечения. Подробные инструкции помогут преподавателю быстро и эффективно сконструировать учебный материал средствами MS PowerPoint, MS Word, Paint и др.
Стилистика книги упрощает ее использование. Методические комментарии внутри уроков выделены курсивом. Компьютерные задания снабжены ссылками на технологические инструкции второй части. Каждая технологическая инструкция имеет вид экрана готового задания с указанием объектов экрана.
Электронная поддержка курса (готовые электронные материалы к урокам) представлена в сети Интернет по адресу: http://UskovaNN.nm.ru, что также обеспечивает информационную мобильность и доступность курса.
