Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Теоретические основы проблемы развития познавательного стиля с использованием межпредметных связей і 13
1.1. Психолого-педагогические основы развития познавательного стиля 13
1.2. Роль и место межпредметных связей в познавательной деятельности 61
1.3. Упражнение как средство реализации межпредметных связей 78
Выводы по главе 1 91
Глава 2 Процесс развития познавательного стиля при реализации межпредметных связей 93
2.1. Перекодирование информации как системообразующий фактор развития познавательного стиля учащихся 93
2.2. Технология построения межпредметных упражнений, развивающих умение перекодировать информацию 104
2.3. Обучение перекодированию информации в межпредметных упражнениях 111
2.4. Процедура и результаты педагогического эксперимента 125
Выводы по главе 2 138
Заключение 140
Список литературы 143
Приложения 161
- Психолого-педагогические основы развития познавательного стиля
- Упражнение как средство реализации межпредметных связей
- Перекодирование информации как системообразующий фактор развития познавательного стиля учащихся
- Технология построения межпредметных упражнений, развивающих умение перекодировать информацию
Введение к работе
На современном этапе развития системы образования все большее значение приобретает поиск путей совершенствования содержания образования, а также методов, приемов и форм организации обучения в свете последних достижений педагогики и психологии. Тенденция гуманизации образования, признание личности учащегося в качестве главной ценности требуют иной организации процесса обучения. На первое место выходят требования личности, в соответствии с которыми и должна строиться индивидуальная образовательная траектория конкретного учащегося. Такая организация процесса обучения предполагает профессиональное знание и понимание учителем индивидуальных психологических особенностей ребенка, специфических условий, способствующих формированию той или иной черты его личности. Учащийся должен уметь использовать свои индивидуальные особенности в процессе обучения, управлять развитием собственного познавательного стиля.
Индивидуальному подходу в процессе обучения в педагогике посвящены работы М.К. Акимовой, Н.Н. Верцинской, А.А. Кирсанова, В.Т. Козловой, Е.С. Рабунского, В.В. Семенцова, И.Э. Унт и др. Традиционно учет индивидуальности используется как средство дифференциации обучения (В.А. Гусев, И.Э. Унт, Н.М. Шахмаев и др.). В современных условиях индивидуальный подход используется в личностно-ориентированном обучении, опирающемся на учет индивидуальности как средства развития личности. Основы личностно-ориентированного обучения раскрыты в работах Е.В. Бондаревской, М.В. Кла-рина, Т.И. Кулыпиной, Г.К. Селевко, В.В.Серикова, Ю.И. Турчаниновой, И.С. Якиманской и др.
При обучении с учетом индивидуальных особенностей учащихся возможны два варианта: 1) выделение групп учащихся на основе индивидуальных особенностей; 2) формирование у каждого учащегося индивидуального стиля деятельности.
Второй вариант не получил широкого распространения ввиду недостаточной исследованности механизмов его реализации, поэтому, как правило, используется первый вариант.
Практической реализации идей личностно-ориентированного обучения посвящены работы О.Е. Баксанского, Е.Н. Кучера, А.А. Плигина, Н.Н. Суртае-вой и др. В их исследованиях формирование индивидуального стиля деятельности учащихся не выделялось в отдельную задачу.
Вместе с тем в последние десятилетия в отечественной и зарубежной психологии особое внимание уделяется особенностям познавательной деятельности, которые в общем виде обозначают термином «познавательный стиль».
В психологических исследованиях стилевых особенностей деятельности можно выделить два крупных направления:
исследования индивидуального стиля деятельности;
исследования когнитивных и познавательных стилей.
В отечественной психологической науке особое внимание уделялось индивидуальным особенностям выполнения различных видов деятельности, получивших название индивидуального стиля деятельности. Работы по исследованию индивидуального стиля деятельности (ИСД) проводились под руководством К.М. Гуревича, Е.А. Климова, B.C. Мерлина, затем продолжены в работах Е.П. Ильина, О.С. Самбикиной, В.А. Толочека, М.Р. Щукина и др. В работах этой школы изучены индивидуальные стили спортивной, профессиональной, учебной и др. видов деятельности, структура индивидуального стиля деятельности и основные факторы, влияющие на его развитие. Учитываются не только особенности нервной системы и внутренние факторы, но и влияние требований самой деятельности на стиль ее выполнения. Это направление иногда называют интегральным исследованием индивидуальности.
В трудах Дж. Брунера, Б.М. Величковского, Л.М. Веккера, Н.Г. Свининой, М.А. Холодной, М.С. Шехтера, И.С. Якиманской и др. рассматриваются
элементы теории познавательных стилей.
В работах зарубежных психологов рассматривается стиль жизненного пути (А. Адлер), стиль как инструментальная характеристика личности (Г. Ол-порт), перцептивные и когнитивные стили (Р. Стагнер, X. Виткин).
В исследовании М.А. Холодной выделены следующие стили: кодирования информации, когнитивные, интеллектуальные и эпистемологические. Каждый из этих стилей отражает особенности определенной сферы интеллекта.
В рамках каждого предмета школьного курса учащиеся изучают различные методы познания, учатся использовать сильные стороны познавательного стиля.
Однако в процессе осуществления межпредметных связей учащиеся сталкиваются с проблемой эффективной реализации и компенсации особенностей своего стиля. Это связано с использованием разных систем символов, терминологий и методов в различных учебных дисциплинах. Вместе с тем отметим, что использование межпредметных связей в обучении необходимо для формирования системности знаний и умений, обоснования практического применения теорий, обобщенных умений и навыков, развития таких стилевых качеств, как адаптивность, гибкость, оптимальность.
Теория межпредметных связей раскрыта в работах И.Д. Зверева, В.Н. Максимовой, А.В. Усовой, В.Н. Федоровой, и др. Особенностям практической реализации межпредметных связей посвящены работы Л.Д. Арестовой, Г.Т. Гранатова, Т. В. Кожекиной, А.В. Коржуева, В. Н. Ретюнского и др. Заметим, что особенности личности в теории и практике реализации межпредметных связей не учитывались. Необходимы обоснование и разработка технологий реализации межпредметных связей на уровне школы, класса и конкретного ученика, влияния их на развитие познавательного стиля учащихся.
Противоречие между потребностью общества и школы в развитии индивидуальности учащегося и отсутствием теоретических и практических исследо-
ваний с целью развития познавательного стиля учащихся с использованием межпредметных связей позволяет нам сформулировать проблему исследования.
Проблема исследования: каковы педагогические условия развития познавательного стиля учащихся в процессе осуществления межпредметных связей.
Актуальность проблемы, ее недостаточная теоретико-методическая разработанность определили тему нашего исследования - «Педагогические условия развития познавательного стиля учащихся с использованием межпредметных связей».
Цель исследования: выявление и обоснование педагогических условий, уровней, технологий и системы развития познавательного стиля учащихся с использованием межпредметных связей.
Объект исследования: развитие познавательного стиля в процессе обучения.
Предмет исследования: процесс развития познавательного стиля учащихся с использованием межпредметных связей.
Гипотеза исследования. Развитие познавательного стиля учащихся будет осуществляться успешно, если:
обеспечивается рефлексия учащимися собственного познавательного стиля и диагностика уровня развития умения перекодировать информацию;
в обучении учитываются особенности познавательного стиля учащихся;
в качестве системообразующего элемента познавательного стиля будет рассматриваться способ кодирования информации;
организовано обучение учащихся использованию различных способов кодирования информации и перекодированию как приему учебной деятельности;
используется специальная технология отбора и создания межпредмет
ных упражнений.
Для достижения поставленной цели и проверки гипотезы были сформулированы следующие задачи:
Выявить сущность и содержание понятий «познавательный стиль ученика», «межпредметная связь», «межпредметное упражнение».
Выявить педагогические условия развития стиля познавательной деятельности учащегося с использованием межпредметных связей.
Разработать и апробировать систему развития познавательного стиля учащегося, включающую содержание, средства и методы развития познавательного стиля учащегося с использованием межпредметных связей, технологию разработки межпредметных упражнений и методику обучения перекодированию информации.
Разработать методику определения уровней развития умения перекодировать информацию.
Теоретико-методологической основой исследования являются:
основы теорий индивидуального стиля деятельности и познавательного стиля (К.М. Гуревич, Е.А. Климов, B.C. Мерлин, Е.П. Ильин, О.С. Самбики-на, В.А. Толочек, М.Р. Щукин, Дж. Брунер, Б.М. Величковский, Л.М. Веккер, Н.Г. Свинина, М.А. Холодная, М.С. Шехтер, И.С. Якиманская и др.);
идеи личностно-ориентированного образования (Е.В. Бондаревская, М.В. Кларин, Т.И. Кулыпина, Г.К. Селевко, В.В.Сериков, Ю.И. Турчанинова, И.С. Якиманская и др.);
положения теории деятельности и деятельностного подхода к развитию личности и обучению (А.Н. Леонтьев, С.А. Рубинштейн, В.В. Давыдов, Д.Б. Эльконин, Н.Ф. Талызина и др.);
теория межпредметных связей (И.Д. Зверев, А.В. Усова, В.Н. Макси-
мова, В.Н. Федорова, Л.Д. Арестова, Г. Г. Гранатов, Т. В. Кожекина, А.В. Кор-жуев, В. Н. Ретюнский и др.);
теория формирования приемов учебной деятельности и упражнений (Е.Н. Кабанова-Меллер, Н.А. Менчинская, П.М. Эрдниев Г.И. Саранцев, О.Б. Епишева, В.И. Крупич и др.).
Основные методы исследования: теоретический анализ научной литературы по теме исследования; изучение передового педагогического опыта; диагностические методы (анкетирование, тестирование, различные виды опросов); обсервационные методы (наблюдение, фиксирование результатов обучения и развития); педагогический эксперимент; математические методы обработки результатов исследования.
Этапы исследования.
На первом этапе (1998-2001 гг.) осуществлялся теоретический анализ философской, психологической, педагогической и методической литературы по проблеме исследования, определялись цели и задачи исследования, разрабатывался понятийный аппарат исследования. Полученные в его ходе данные позволили окончательно определить цели, объект, предмет исследования, выдвинуть гипотезу решения проблемы, сформулировать задачи исследования, наметить программу опытно-экспериментальной работы.
На втором этапе (2001 - 2003 гг.) были теоретически обоснованы условия развития познавательного стиля в процессе обучения, разрабатывались учебные занятия, обеспечивающие его развитие. Также в этот период разрабатывалась методика проведения формирующей части педагогического эксперимента, диагностические материалы по проблеме исследования.
На третьем этапе (2003-2005 гг.) проходила экспериментальная проверка разработанной на основе педагогических условий методики развития познавательного стиля. Полученные результаты анализировались, систематизировались и обобщались, осуществлялось оформление диссертации.
Основные результаты, полученные лично соискателем, их научная новизна:
выявлена сущность понятия «межпредметное упражнение» и уточнены определения понятий «познавательный стиль ученика», «межпредметная связь»;
определены педагогические условия развития познавательного стиля в процессе реализации межпредметных связей (обеспечение рефлексии учащимися собственного познавательного стиля и диагностика уровня развития умения перекодировать информацию; учет особенностей познавательного стиля учащихся; целенаправленное развитие познавательного стиля в рамках осуществления межпредметных связей; организация обучения учащихся использованию различных способов кодирования информации и перекодированию как приему учебной деятельности; использование специальной технологии отбора и создания межпредметных упражнений с опорой на различные формы предъявления информации);
выделены уровни развития умения перекодировать информацию;
разработана технология отбора и создания межпредметных упражнений, используемых для обучения перекодированию информации.
Теоретическое значение исследования состоит в том, что:
введено в научный оборот определение понятия «межпредметное упражнение», и выявлены его существенные признаки;
научно обоснованы педагогические условия, способствующие развитию познавательного стиля учащегося и умения перекодировать информацию как его элемента;
в качестве системообразующего элемента познавательного стиля учащихся рассмотрен способ кодирования информации.
Практическая значимость исследования заключается:
в разработке и описании конкретных педагогических средств, методических приёмов, позволяющих развивать познавательный стиль учащихся с использованием межпредметных связей;
в возможности использования разработанной методики для развития познавательного стиля учащихся, системы межпредметных упражнений для развития умения перекодировать информацию учителями общеобразовательной школы;
в возможности использования результатов исследования в системе повышения квалификации учителей, в вузовском обучении.
Достоверность и надежность полученных результатов исследования обеспечена научной обоснованностью исходных теоретических положений, адекватностью используемых методов целям и задачам исследования, корректной организацией опытно-экспериментальной работы, корректной математической обработкой результатов.
На защиту выносятся следующие положения:
Развитие познавательного стиля учащихся возможно с использованием межпредметных упражнений. Межпредметное упражнение - это упражнение, которое требует подключения знаний и соответствующих им умений из различных учебных предметов, или упражнение, составленное на материале одного предмета, но используемое с определенной познавательной целью в преподавании другого предмета. Межпредметные связи - это выражение фактических связей, устанавливаемых в процессе обучения или в сознании ученика между различными учебными дисциплинами. Под познавательным стилем мы понимаем познавательные предпочтения на сенсорном, ценностном, смысловом уровнях, а также предпочтение к операциям логического мышления, познавательным стратегиям, содержанию, видам и формам познавательной деятельности.
В качестве педагогических условий развития познавательного стиля с
использованием межпредметных связей выступают:
обеспечение рефлексии учащимися собственного познавательного стиля и диагностика уровня развития умения перекодировать информацию;
учет в обучении особенностей познавательного стиля учащихся;
использование способа кодирования информации в качестве системообразующего элемента познавательного стиля;
организация обучения учащихся использованию различных способов кодирования информации и перекодированию как приему учебной деятельности;
использование специальной технологии отбора и создания межпредметных упражнений с опорой на различные формы предъявления информации.
Для определения уровня развития умения перекодировать информацию (низкий, средний, высокий) используются следующие критерии: теоретический (знания о связях систем терминов, обозначений и графических образов различных предметных областей) и практический (умение применять знания при решении межпредметных упражнений и заполнении таблиц перекодировок).
Методика развития познавательного стиля учащегося включает модель отбора вариантов перекодирования информации с учетом особенностей стиля ученика при реализации межпредметных связей, в которой мы рассматриваем возможности установления взаимосвязей между системами символических обозначений, графических образов и слов-терминов двух тем смежных дисциплин в процессе осуществления межпредметных связей; технологию разработки межпредметных упражнений для развития познавательного стиля, которая состоит в экспертном выделении наиболее важных элементов темы предмета, в рамках которой проходит обучение, и установлении связей с теми темами
смежной дисциплины, в которых эти элементы находят свое применение (условия упражнений записываются и предъявляются учащимся с использованием трех способов кодирования информации с возможностью выбора предпочитаемого способа кодирования информации); обучение учащихся перекодированию информации как приему учебной деятельности, причем с учетом доминирующего в опыте познавательной деятельности ученика способа кодирования информации.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Результаты исследования докладывались на международных научно-практических конференциях: учёных РЭА, МАДИ (ТУ), МСХА, ЛГАУ (2001, 2004, 2005); «Системы компьютерной математики и их приложения» (Смоленск, 2001 - 2005); «Герценовские чтения» (Санкт-Петербург, 2004); «Предметно-методическая подготовка будущего учителя математики, информатики и физики» (Тольятти, 2003); научно-практических конференциях «Методика и методология информатизации образования» (Смоленск, 2003, 2005); XXI Всероссийском семинаре преподавателей математики университетов и пед. вузов (Санкт-Петербург, 2002).
Основные положения исследования и выводы по результатам эксперимента обсуждались на семинарах аспирантов Смоленского государственного педагогического университета, на кафедре методики обучения математике и физике Смоленского государственного педагогического университета, конференции молодых ученых.
Психолого-педагогические основы развития познавательного стиля
В данном параграфе рассматриваются психологические и педагогические основы развития познавательных стилей, исторические предпосылки учета стилевых особенностей деятельности в отечественной и зарубежной психологии, проведен анализ концепций развивающего и личностно-ориентированного обучения, теорий активизации познавательной деятельности учащихся в рамках обучения различным школьным дисциплинам. На основе проведенного анализа предложены пути решения поставленной в исследовании проблемы выявления педагогических условий развития познавательного стиля учащихся.
Человек не рождается с готовым логическим мышлением, знаниями о мире, но и не открывает заново известные обществу законы природы. Все это человек познает в процессе жизни. Во время обучения в школе ребенок знакомится не только с основами научного, эстетического, этического и другими видами опыта человека, но также и с разными видами деятельности по формированию этого опыта. Особое место занимает познавательная деятельность, так как вся человеческая жизнь связана с познанием - человеческого общества, законов природы, основ выбранной профессии. Психологические исследования последних десятилетий особое место отводят индивидуальной специфике познавательной деятельности, которую в общем виде обозначают термином «познавательный стиль».
Для уточнения термина рассмотрим определения понятий «познание» и «стиль» в словарных статьях.
В педагогической энциклопедии познание определяется как «воспроизведение в сознании (индивидуальном и коллективном) характеристик объективной реальности» [143, с. 161]. Необходимо учитывать, что познание нельзя сводить к простому отражению в сознании окружающей реальности, реальность воспринимается с учетом имеющегося у субъекта познания опыта, его индивидуальных особенностей восприятия, мышления и т.д. Такое понимание познания представлено, на наш взгляд, в следующем определении: «Познание -творческая деятельность субъекта, ориентированная на получение достоверных знаний о мире» [123, с. 766]. Данное определение содержит указание на деятельность субъекта познания и учитывает, что всякий индивидуум познает мир через призму своего личного опыта, по-разному, получая в разной степени достоверное знание об объекте познания.
В одном из словарей авторы определяют стиль как «индивидуальный слог автора, писателя; совокупность особенностей чьей-то речи» [90, с. 527]. В приведенном выше определении выделяется, что термин «стиль» употребляется для обозначения индивидуальных особенностей субъекта, в данном случае -слога автора, особенностей речи. Однако более соответствующими целям нашего исследования мы считаем следующие определения: «Стиль - метод, совокупность приемов какой-нибудь работы, деятельности» [102, с. 574] и «Стиль -способ осуществления чего-либо, отличающийся совокупностью своеобразных приемов» [157, с. 226].
Таким образом, на основе рассмотренных определений можно определить познавательный стиль как совокупность индивидуальных методов познавательной деятельности.
В изучении стилевых особенностей деятельности можно выделить два крупных направления:
1. Исследования индивидуального стиля деятельности (интегральной индивидуальности), в основе которых лежат работы Е.А. Климова и B.C. Мерлина.
2. Исследования познавательных стилей, основы которых заложены в трудах Дж. Брунера, X. Виткина, Л.М. Веккера, Б.М. Величковского и др.
Рассмотрим более подробно результаты работ ученых каждого направления. B.C. Мерлин определил индивидуальный стиль деятельности как «устойчивые индивидуально-своеобразные системы целей, действий и операций в предметной деятельности, которые играют основную роль в развитии (гармонизации) индивидуальности» [115, с. 34].
На первых этапах изучения индивидуального стиля в Советском Союзе (50-60-е годы XX века) особенности деятельности рассматривались преимущественно в зависимости от основных свойств нервной системы (исследования Е.А. Климова, B.C. Мерлина и К.М. Гуревича). Новые исследования (Б.А. Вят-кин [38], Е.П. Ильин [71], В.А. Толочек [169, 170]) свидетельствуют о совместном влиянии разноуровневых свойств индивидуума на особенности предметно-действенной стороны индивидуального стиля.
Были изучены индивидуальные стили педагогической, организаторской и общественной деятельности в зависимости от социально-психологических свойств, свойств личности, темперамента, а не только свойств нервной системы. В лаборатории B.C. Мерлина рассматривалась преимущественно учебная и игровая деятельность на разных онтогенетических стадиях (старший дошкольный, младший школьный и средний школьный возраст).
Изучение индивидуального стиля в связи с типологическими свойствами нервной системы наследственного происхождения (темперамент) и характеризующимися большой устойчивостью позволило сформулировать ряд положений, касающихся структуры и формирования:
1) показана возможность успешного выполнения деятельности за счет различной системы приемов, компенсирующих недостаточно выраженные особенности деятельности другими особенностями;
2) выделены различные аспекты в процессуальной стороне стиля;
3) выявлены индивидуальные различия в результатах деятельности;
4) показаны различные уровни развития стиля.
Для достижения целей нашего исследования важен тот факт, что успеш ное выполнение деятельности возможно разными путями.
При рассмотрении структуры индивидуального стиля М.Р. Щукин исходил из представления о нем как о целостном образовании, характеризующемся индивидуальными особенностями в следующих сторонах деятельности: в системе внутренних условий; в отражении субъектом внешних условий и требований деятельности, в процессуальной и результативной сторонах [194].
Взаимодействие внутренних условий рассматривается как определяющая сторона стиля, характеризующая саморегуляцию деятельности и обеспечивающая индивидуальное своеобразие в процессуальной и результативной сторонах деятельности, отражении субъектом внешних условий и требований деятельности.
В исследованиях под руководством Б.А. Вяткина была подтверждена идея о системообразующей функции индивидуального стиля в структуре интегральной индивидуальности человека.
Б.А. Вяткин, ссылаясь на результаты исследований М.Р. Щукина, описывает систему внутренних и внешних факторов, оказывающих наиболее существенное влияние на формирование индивидуального стиля деятельности [38, с. 57-64]. Эти результаты мы считаем очень важными для нашего исследования, поэтому остановимся на них подробнее.
Личностный фактор характеризуется как важнейшее условие реализации благоприятных индивидуальных возможностей субъекта как и преодоления негативных тенденций в его деятельности. Особенности отношения к деятельности создают основу для проявления индивидуального стиля в рациональном и нерациональном плане и обеспечивают совершенствование деятельности.
Для формирования эффективного познавательного стиля необходимо создание положительного эмоционального фона, формирование интереса к деятельности.
В качестве следующего фактора выделен интеллектуальный. Особенно сти интеллектуального развития занимают важнейшее место в системе индивидуальных различий и выступают как важнейшее условие успешности деятельности. Выявлены индивидуальные особенности в понимании и осмыслении изучаемого материала и процесса выполняемой деятельности, решении задач, возникающих в ходе выполнения заданий, и интеллектуальной инициативности.
Индивидуальные особенности в интеллектуальном факторе можно рассматривать как одно из звеньев в системе внутренних условий индивидуального стиля деятельности. Интеллектуальный фактор играет существенную роль в организации и совершенствовании деятельности: благодаря ему обеспечивается анализ, оценка и учет не только объективных условий деятельности, но и индивидуальных возможностей субъекта и особенностей его деятельности, а также достигается их оптимальное соотношение.
Еще одним внутренним условием индивидуального стиля выступают компоненты опыта, поэтому стиль рассматривается как развивающаяся система. В особенностях деятельности свойства нервной системы проявляются в единстве с профессиональным опытом, фактор стажа в значительной мере может перекрыть особенности деятельности, обусловленные нейродинамически-ми свойствами.
Упражнение как средство реализации межпредметных связей
В параграфе рассмотрены различные подходы к определению понятия «упражнение», сформулировано определение понятия «межпредметное упражнение», рассмотрены классификации упражнений и требования к упражнениям и системам упражнений.
Из всего многообразия средств реализации межпредметных связей, рассмотренного в предыдущем параграфе, для практической реализации положений исследования мы выбираем упражнения. Наш выбор связан с необходимостью выбрать средство, которое обеспечило бы усвоение знаний, формирование умений, влияло бы на развитие познавательной деятельности учащихся, помогало бы организовывать познавательную деятельность учащихся и др. Всем этим требованиям удовлетворяет упражнение как средство и метод обучения.
Как указывает И.С. Якиманская, для того «чтобы иметь возможность работать с учеником, опираясь на знание индивидуальных способов овладения программным материалом, учитель должен располагать дидактическим материалом (заданиями, упражнениями, тестами), позволяющими диагностировать способы работы ученика, его сильные и слабые стороны, опираться на них, корректировать в нужном направлении, отслеживать динамику их развития» [204, с. 5].
Г.И. Саранцев отмечает: «Упражнения служат средством усвоения знаний и стимулирования познавательной деятельности учащихся, выступают одной из форм проявления методов обучения, служат средством контроля за усвоением содержания образования и др.» [148, с. 15].
Для обеспечения достаточной строгости исследования проанализируем основные подходы к определению понятия «упражнение», рассмотрим предложенные разными авторами классификации, изучим основные требования к упражнениям и их системам. Особенно важно четко определить признаки понятий «задача» и «упражнение», чтобы далее различать эти понятия.
Долгое время в дидактике и частных методиках под упражнением в обучении понимали «многократное выполнение учащимися определенных дейст вий с целью выработки и совершенствования умений и навыков в учебной работе». Такое определение предложено, например, в словаре [158], где дополнительно указано, что упражнения проводятся «...по устному и письменному счету, при решении задач и примеров по математике и физике».
Позднее определение понятия «упражнение» было расширено. В Российской педагогической энциклопедии предложены два определения:
1. «Упражнение - планомерно организованное повторное выполнение действия (умственного или практического) с целью его усвоения».
2. «Упражнение - задание, даваемое с целью совершенствования в выполнении какой-либо деятельности» [143, с. 471].
В первом из этих определений предусмотрено усвоение (формирование) не только практических умений и навыков, но и умственных, к тому же упражнение рассматривается как планируемая, т.е. целенаправленная деятельность ученика. Второе определение описывает упражнение в виде некоторого материального задания, которое может быть направлено и на развитие умственной деятельности.
П.М. Эрдниев рассматривает определение упражнения (применительно к обучению математике) очень широко, указывая, что «под математическим упражнением необходимо понимать задания двух видов: предложение решить задачу (или пример) и структурно обратное задание - составить задачу (пример)» [198, с. 14].
Автор данного определения понимает математическое упражнение очень широко, и использовать приведенное определение в нашем научном исследовании не представляется возможным.
В этой же монографии автор указывает: «Упражнение как результат деятельности обучающего представляет сложную программу воздействия на ученика, преследуя достижение конкретных дидактических целей» [198, с. 78]. Таким образом, П.М. Эрдниев рассматривает упражнение в качестве средства и ре зультата деятельности учителя, ученик выступает в качестве объекта обучения.
В.А. Онищук называет упражнением «многократное выполнение определенных действий или видов деятельности, имеющее целью их освоение, опирающееся на понимание и сопровождающееся сознательным контролем и корректировкой» [124, с. 113]. Автором подчеркивается целенаправленность упражнений, необходимость понимания материала и продуманного руководства педагогическим процессом усвоения и закрепления умений и навыков.
Г.И. Саранцев рассматривает закономерности функционирования упражнений в учебном процессе (на примере математики) и определяет упражнение как «многоаспектное явление обучения математике, обладающее следующими основными признаками:
1) быть носителем действий, адекватных содержанию обучения математике;
2) являться средством целенаправленного формирования знаний, умений и навыков;
3) быть способом организации и управления учебно-познавательной деятельностью учащихся;
4) являться одной из форм реализации методов обучения;
5) служить средством связи теории с практикой» [148, с. 17].
Построенная автором модель упражнений характеризует их со всех сторон процесса обучения и раскрывает многоаспектность понятия «упражнение». Однако под критерии данного определения попадают не только упражнения, но и задачи.
Целью нашего исследования не является уточнение определения понятия «упражнение», поэтому, учитывая практическую часть нашей работы, будем опираться на определение, предложенное В.А. Онищуком, позволяющее учесть особенности познавательной деятельности, которые необходимы для лучшего понимания программного материала и реализации межпредметных связей. К сожалению, во многих работах нет четкого разграничения понятий «упражнение» и «задача». Понятие «задача» мы предлагаем рассматривать как родовое для понятия «упражнение» и остановимся на этом подробнее.
Наибольшее число авторов определяют задачу как систему (Г.А. Балл, Ю.М. Колягин, Е.И. Машбиц, Л. М. Фридман, А.Ф. Эсаулов и др.).
Ю.М. Колягин [117] под задачей понимает особое состояние системы «человек-задачная ситуация», где вторым компонентом системы является множество взаимосвязанных через некоторые свойства и отношения элементов. Если субъекту, контактирующему с ситуацией, неизвестен хотя бы один элемент, свойство или отношение и у него есть потребность установить неизвестное в ситуации, то последняя становится для него задачей.
А.Н. Леонтьев применяет термин «задача» для обозначения объектов, относящихся к цели действия; Л.Л. Гурова, Ю.М. Колягин, А.Ф. Эсаулов, П.М. Эрдниев - для категории ситуации, включающей наряду с целью условия, в которых она должна быть достигнута; Л.М. Фридман - для обозначения категории словесной формулировки задачи.
Наиболее часто термин «задача» применяют для обозначения ситуации, включающей цель и средства для ее достижения.
Г.И. Саранцев заметил, что «для отнесения конкретной задачи к упражнениям важны цель ее использования, место в усвоении содержания, адекватность решения той деятельности, которую вызывает изучение материала» [148, с. 17]. Ниже приведем его рассуждения из данной монографии.
При взаимодействии человека и задачной ситуации изменяется как сама ситуация, так и человек. К изменениям в ситуации мы относим обусловленные требованием задачи преобразование условия, изменение связи между объектами ситуации и т. д. Изменения в субъекте характеризуются присвоением последним знаний, умений и навыков. Заметим, что важными являются и преобразование условия, и изменения в личности ученика, решающего задачу. Таким образом, целью задачи могут выступать как изменения в личности решающего, так и изменения в заданной ситуации. Упражнением является задача, если целью ее является усвоение знаний, умений и навыков.
Можно сказать, что по, Г.И. Саранцеву, практически все задания, предлагаемые учащимся в процессе обучения математике, алгебре и началам анализа, являются упражнениями (исключение - текстовые задачи).
В процессе обучения приходится иметь дело не с одним упражнением, а с их совокупностью. Для анализа совокупности упражнений необходимо последние классифицировать.
Одной из самых первых и известных классификаций упражнений может быть названа классификация по предмету, в рамках которого используется упражнение. Можно выделить упражнения математические, физические, химические и др. Учитывая отражение в процессе обучения интеграции и дифференциации наук, вводят в рассмотрение межпредметные упражнения, которые требуют применения знаний из смежных дисциплин. Например, при изучении движения тела в гравитационном поле и мощности источников тока применяются элементы исследования квадратичной функции из курса алгебры и начал анализа.
В.Н. Максимовой межпредметная задача определена как «задача, которая требует подключения знаний из различных предметов, или задача, составленная на материале одного предмета, но используемая с определенной познавательной целью в преподавании другого предмета» [107, с. 52].
Учитывая, что упражнение и задача находятся в отношении «вид - род», дадим определение межпредметного упражнения по аналогии с предложенным выше определением задачи.
Под межпредметным упражнением будем понимать упражнение, которое требует подключения знаний из различных предметов, или упражнение, составленное на материале одного предмета, но используемое с определенной по знавательной целью в преподавании другого предмета.
При решении межпредметного упражнения, в отличие от просто упражнения, необходимо выполнять некоторые преобразования условий, связанные с целью его (упражнения) выполнения. Алгоритм решения обычного упражнения по данному предмету чаще всего известен, и оно (решение) не требует дополнительных преобразований условия. Межпредметное упражнение, по определению, предполагает связь с другими предметами, применение других методов, алгоритмов и др., заимствованных из смежных предметов. Поэтому такие упражнения мы не относим к задачам. При работе с межпредметными упражнениями учащиеся не только сталкиваются с необходимостью переходить от одного способа кодирования информации к другому, но и осуществлять переход от системы обозначений одного предмета к системе другого, с чем могут возникать затруднения.
Перекодирование информации как системообразующий фактор развития познавательного стиля учащихся
На основе анализа научных работ в области познавательного стиля и исследований по частным методикам делается вывод о системообразующей функции способа кодирования информации в структуре познавательного стиля. Построена модель взаимодействия способов кодирования информации двух предметов, на основе модели предложена классификация межпредметных упражнений, применяемых для развития познавательного стиля.
На современном этапе развития системы образования в процесс обучения все больше проникают идеи личностно-ориентированного обучения, учитывается мотивация, способности и стили работы учащихся. На необходимость реализации индивидуального подхода к учащимся указано в разрабатываемых нормативных документах системы образования.
Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования предусматривает достижение следующих целей:
обеспечить углубленное изучение отдельных предметов программы общего школьного образования;
создать условия для существенной дифференциации содержания обучения старшеклассников с широкими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальных образовательных программ;
способствовать установлению равного доступа к полноценному образованию разным категориям обучающихся в соответствии с их способностями, индивидуальными склонностями и потребностями;
расширить возможности социализации учащихся, обеспечить преемственность между общим и профессиональным образованием, более эффективно подготовить выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования [82]. Одна из целей разрабатываемой концепции предусматривает индивидуальный подход к учащимся в соответствии с их индивидуальными склонностями и потребностями. В своей работе мы учитываем особенности познавательного стиля учащегося, опираясь на присущий ему стиль кодирования информации.
В процессе обучения в школе учащиеся сталкиваются с информацией, представленной в виде текста, речевых сообщений учителя, специальных символьных обозначений и графических образов. В жизни человек также встречается с необходимостью работать с информацией, представленной разными способами. Поэтому особое внимание мы уделяем развитию элементов познавательного стиля, связанных со способами представления информации и стилем кодирования информации.
В первом параграфе главы 1 при анализе индивидуального стиля деятельности и познавательных стилей нами рассматривалась структура последнего, предложенная М.А. Холодной и отраженная на рис. 1 (1.1, с. 21).
В структуру познавательного стиля включены следующие элементы: стили кодирования информации, когнитивные, интеллектуальные и эпистемологические стили, определения которых приведены также в 1.1.
Стили кодирования информации определены М.А. Холодной как «индивидуально-своеобразные способы представления информации в зависимости от доминирования определенной модальности опыта (слуховой, зрительной, кинестетической, чувственно-эмоциональной и др.)» [184, с. 143].
В исследованиях, посвященных проблемам развития познавательного стиля, встречаются термины «стиль кодирования» и «способ кодирования». Рассмотрим связи между этими понятиями и их отношение друг к другу.
М.А. Холодная называет способом кодирования информации «субъективные средства, с помощью которых развивающийся человеческий индивид представляет (отображает) в своем опыте окружающий мир и которые он ис пользует в целях организации этого опыта для будущего поведения». [169, с. 112].
И.С. Якиманская указывает, что «ученик избирателен к содержанию, типу и форме программного материала» [186, с. 6]. Учитывая эту избирательность, индивидуальные особенности ученика, учитель может построить индивидуальную образовательную программу, адекватную способностям обучаемого.
Хр. Цеков и В. Вановская описывают развитие творческих способностей учащихся при использовании графического метода на уроках физики, классифицируя графические задачи по различным основаниям: а) по условиям; б) по требованиям. Например, выделяются задачи на словесное описание графического процесса, аналитическое выражение графической зависимости, определение неизвестных величин по графику. По мнению авторов, главными причинами ошибок при решении таких задач являются «непрочное усвоение необходимых знаний по физике и математике и отсутствие связи между ними, неумение переносить имеющиеся знания на другие области или применять их в неизвестной ситуации, недостаточно полное усвоение графического метода» [186, с. 28].
На основе указанного выше можно сделать вывод о необходимости выделения используемых в процессе обучения форм предъявления программного материала и выяснения связей этих форм со стилем кодирования информации ученика. Особенно важно исследовать вопрос взаимодействия форм представления материала и стиля кодирования в процессе переноса знаний на другие области (т.е. на процесс осуществления межпредметных связей).
Дж. Гриндер указывает, что «мера выраженности в индивидуальной репрезентативной системе того либо другого способа представления информации - в зависимости от сформированности определенных структур его когнитивного опыта — характеризует присущий данному человеку стиль кодирования информации» [39, с. 12]. В соответствии с высказываниями Дж. Гриндера и М.А. Холодной стиль кодирования информации будем рассматривать как индивидуальную характеристику познавательной сферы индивидуума, а способ кодирования информации - как форму представления информации.
В трудах психологов выделяются разные способы кодирования информации.
Л.М. Веккер выделил способы кодирования информации, обеспечивающие работу мозга - знаково-словесный, образно-пространственный и тактильно-кинестетический [28-30].
Дж. Брунер выделяет три основных способа субъективного представления мира: в виде действий, наглядных образов и языковых знаков, отмечая, что «мера интегрированности разных способов кодирования информации характеризует уровень интеллектуального развития субъекта» [26, с. 114].
Технология построения межпредметных упражнений, развивающих умение перекодировать информацию
В данном параграфе рассматриваются вопросы конструирования межпредметных упражнений, направленных, кроме реализации основных целей обучения предмету, на развитие умения перекодировать информацию. Формулируется система требований к отбору материала и конструированию такого рода упражнений.
На основе рассмотренных в параграфе 1.3 требований к межпредметным упражнениям опишем построение системы упражнений для развития умения перекодировать информацию.
Н.И. Зильберберг указывает, что при разработке темы учителем необходимо выделить следующие шаги:
1) изучение программы темы и учет «требований жизни»;
2) анализ учебного материала;
3) методы решения и составления задач по теме;
4) методическая разработка основных положений;
5) выбор алгоритмов решения типовых заданий [66, с. 6].
Под «требованиями жизни» автор понимает учет интересов учащихся (некоторым может потребоваться дополнительная математическая подготовка для поступления в вуз и сдачи ЕГЭ), реализацию межпредметных связей (не только применение математических знаний при изучении других предметов, но и согласование времени изучения материала смежных предметов, выявление рациональной последовательности изучения тем, обеспечение преемственности формирования понятий, единый подход к формированию познавательных умений и навыков практического характера, устранение дублирования в изучении материала и др.). В этот же перечень входит и рассматриваемое нами развитие познавательного стиля учащихся посредством межпредметных упражнений.
Учитывая, что упражнения в первую очередь должны служить дидактическим целям предмета, в рамках которого они используются, необходимо выделить основные элементы рассматриваемой темы, ее структуру.
Н.И. Зильберберг относит к главному содержанию «тот материал, который используется при изучении последующих тем, а также в других предметах, так как пробелы в усвоении данных фрагментов приведут к значительным затратам времени при изучении последующих тем, снижению результативности работы учащихся на уроке и дома, обусловят затруднения учащихся при изучении других предметов и т.п.» [66, с. 9].
Для более качественного анализа материала Н.И. Зильберберг предлагает построение графовой модели изучаемой темы, выделяя основные элементы и соединяя их ребрами графа, которые соответствуют связям элементов между собой. Предлагаемый автором подход развит в работах Е.П. Емельченкова [59] и Д.А. Бояринова [25], которые обосновали выводы Н.И. Зильберберга с точки зрения строгой теории графов и связали с элементами методики. Выделению основного материала тем уделено много внимания в работах Н.И. Зильберберга, Д.А. Бояринова, О.Б. Епишевой и др., поэтому воспользуемся полученными результатами. Для обеспечения практической направленности материала рассмотрим построение упражнений для темы «Квадратичная функция и ее график» и реализацию связей этой темы с курсом физики. На основе рассмотрения обязательных результатов обучения, содержания учебников, задачников и работ методистов выделим в качестве основных элементов темы следующие: квадратичная функция; график квадратичной функции; вершина параболы и ее координаты; точки пересечения графика с координатными осями; графическое решение квадратных уравнений. В соответствии с требованием 3 к межпредметным упражнениям при реализации межпредметных связей мы должны ориентироваться на выделенные выше основные элементы изучаемой темы курса алгебры.
Необходимо выделить темы курса физики, с которыми будут осуществляться связи. Для этого применяется экспертный метод, опирающийся на опыт учителей и методистов, или методы математического моделирования. В рамках первого направления можно сослаться на работы А.В. Усовой, В.Н. Максимовой, В.Н. Федоровой, А.А Пинского и др.[177, 105-107, 179, 130]. В рамках второго подхода выделим работы В.М. Монахова, К.М. Гуревича, А.А. Ченцова [120, 187].
На основе изучения методической литературы, содержания учебников, сборников задач и упражнений, а также трудов, на которые мы ссылались выше, выделим связи рассматриваемой темы с материалом курса физики , изучаемым в темах «Движение тела под действием силы тяжести» и «Мощность в цепи постоянного тока». При изучении материала выделенных тем учащиеся получают функции, которые являются частными случаями квадратичной функции: h{t) = v0t- — t2 - зависимость высоты тела, брошенного вертикально вверх
со скоростью v0 с поверхности земли, от времени (где g = \0M/c2 - ускорение свободного падения) и Р{і) = єі- ri2 - зависимость мощности, выделяющейся во внешней цепи, силы тока (где є - электродвижущая сила источника тока, а г — внутреннее сопротивление источника тока). Заметим, что связи с механикой являются сопутствующими или последующими (в зависимости от используемого учебника), а связи с мощностью тока являются предшествующими, так как тема изучается позже, в 10 классе, однако анализ функции с точки зрения алгебры возможен уже в 9 классе.
Таким образом, мы определили направление осуществления межпредметных связей, их содержание.
В соответствии с требованием 1 к межпредметным упражнениям мы не будем уделять много внимания происхождению функций, остановимся на применении методов алгебры для анализа квадратичных функций, полученных (или тех, что будут получены) в курсе физики.
Применение математических методов к функциям, полученным в курсе физики, позволит реализовать требование 4 к межпредметным упражнениям. При работе с этими функциями на уроках физики учащиеся будут готовы к применению методов алгебры.
Использование физического материала на уроках физики будет способствовать реализации требования 5 к межпредметным упражнениям.
Межпредметные упражнения, реализующие связи указанных выше тем курсов алгебры и физики, будут связаны с основными выделенными нами элементами, т.е. будут направлены на распознавание квадратичной функции, построение графиков функций h(t) и P(i)c учетом физических параметров (начальной скорости, ускорения свободного падения, электродвижущей силы, внутреннего сопротивления), нахождение вершин графиков, точек пересечения и интерпретация их с точки зрения курса физики.
Для развития умения перекодировать физическую информацию особое внимание в своей работе мы уделяем представлению информации о физической ситуации с помощью разных способов кодирования информации: словесного, символьного и образного, в результате чего учащиеся получают знания о связях систем символов, терминов и образов курсов математики и физики (в рамках установления межпредметных связей).
В зависимости от особенностей опыта учащегося упражнения можно выразить в удобной для него кодировке, тем самым, реализуя элементы личност-но-ориентированного обучения в процессе осуществления межпредметных связей.
На основе трех рассматриваемых нами способов кодирования информации можно записать каждое межпредметное упражнение.
На практике упражнения, записанные с помощью только одного спосба кодирования, встречаются редко (исключение - словесный). В зависимости от того, с помощью какого способа кодирования информации ученику предъявляется требование упражнения, мы выделим словесные, символические и графические (образные) упражнения, а также результаты их смешения - словесно-символьные, словесно-графические и символьно-графические. В Приложении 1 приведены результаты анализа упражнений тем «Арифметическая прогрессия» и «Геометрическая профессия», проведенного нами с целью выявления упражнений, которые наиболее часто употребляются в курсе алгебры. В соответствии с анализом мы делаем вывод о том, что наиболее часто используются словесный и символьный способы кодирования.
При разработке упражнений к словесным будем относить те, в которых основная информация для решения представлена с помощью слов, к символьным - с помощью символов, в графических - с помощью образов. Приведем примеры. Словесное упражнение. Упражнения, требования которых записываются в виде текста, чаще всего встречаются в процессе обучения русскому языку и литературе, биологии, истории, математике, физике и др. Тело брошено вертикально вверх с начальной скоростью 20 м/с. Найдите максимальную высоту подъема тела над поверхностью земли, если ускорение свободного падения 10 м/с . Символьное упражнение. Упражнение записано в виде символов некоторой дисциплины (в нашем случае - физики). Подобные записи возможны с использованием обозначений любого предмета. -(0 = V- 2,V0=20A«/C2. 108 Образное упражнение. В этом виде упражнений задание всегда связано с получением информации из рисунка, схемы, графика и чаще всего поясняется текстовым заданием. Например, в процессе обучения русскому языку и литературе часто требуется написать изложение по картине, репродукции и др. Найдите начальную скорость и ускорение свободного падения по данным, указанным на рисунке. h, м В соответствии с выделенными выше основными элементами темы курса алгебры разрабатываем межпредметные упражнения, записанные с использованием разных способов кодирования информации. В зависимости от особенностей опыта мы предлагаем учащимся упражнения, соответствующие их способам кодирования. На основе рассмотренного нами процесса построения межпредметных упражнений, учитывающих способы кодирования информации, можно сформулировать ряд технологических шагов, которых необходимо придерживаться при их разработке. 1. Выделить основные (главные) элементы изучаемой на основном предмете темы (на основе логико-структурного анализа и экспертных оценок). 2. Определить направления осуществления межпредметных связей, т.е. темы смежной дисциплины, связи с которыми будут осуществляться. 3. Разработать межпредметные упражнения, учитывая вторую часть данного выше определения. 109 4. Условие каждого упражнения представить в различной форме с использованием трех способов кодирования информации. Используя выделенные выше технологические шаги, мы построили систему упражнений, позволяющую развивать умение перекодировать информацию в межпредметных упражнениях. В следующем параграфе будет рассмотрена проблема обучения учащихся перекодированию информации с помощью упражнений, процесс разработки которых мы рассмотрели выше.
