Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Понятие о системном подходе и его отражение в дидактических исследованиях
1.1 Понятие о системен системном подходе 16
1.2 Проблема усвоения и систематизации знаний в дидактике 26
1.3 Способы систематизации знаний, реализуемые методиками различных учебных предметов 48
Выводы по первой главе 82
Глава 2. Реализация теоретических представлений системно-структурного подхода в практике школьного обучения 84
2.1 Теоретические основы системно-структурного подхода 84
2.2 Использование идей системно-структурного подхода в частно-дидактических работах и практике школьного обучения 103
Выводы по второй главе 121
Глава 3. Опытно-экспериментальная работа по выявлению эффективности системно-структурного подхода к усвоению знаний в средней школе 123
3.1 Организация и методика опытно-экспериментальной работы 123
3.2 Анализ результатов опытно-экспериментальной работы по выявлению эффективности системно-структурного подхода к усвоению знаний в средней школе
Выводы по третьей главе 141
Заключение 143
Библиографический список 148
- Проблема усвоения и систематизации знаний в дидактике
- Способы систематизации знаний, реализуемые методиками различных учебных предметов
- Теоретические основы системно-структурного подхода
- Организация и методика опытно-экспериментальной работы
Введение к работе
Среди основных целей и задач, провозглашенных Национальной доктриной образования Российской Федерации, одной из приоритетных является «организации учебного процесса с учетом современных достижений науки, систематическое обновление всех аспектов образования, отражающего изменение в сфере культуры, экономики, науки, техники и технологий». Решению данных вопросов посвящены труды многих ученых в области психологии и дидактики. Поставленные в доктрине задачи конкретизированы педагогической наукой и обозначены различные пути их решения. Любые преобразования в области дидактики находят свою конечную реализацию в практической деятельности учителя, которая осуществляется, как правило, через урок. В концепции модернизации российского образования ставится ряд задач по усилению практической ориентации и инструментальной направленности общего среднего образования. Это предполагает установку образовательного процесса не только иа усвоение знаний, но и на развитие мышления, выработку практических навыков, изучение процедур и технологий, а не просто набора фактов. Тем не менее, в реальной школьной практике процессуальной и технологической сторонам обучающей и учебной деятельности пока не придается должного значения. Поэтому теоретические исследования, связанные с совершенствованием процесса обучения, ориентированы на требования, которые предъявляются психологией обучения и дидактикой к современным формам организации обучения. В них наибольшее внимание уделяется операциональному компоненту, который позволяет рациональным способом усваивать заданное содержание и называется в последнее время методологическим знанием. В связи с этим данное исследование способствует реализации требований Национальной доктрины образования российской федерации и концепции модернизации российского образования и является актуальным. Оно направлено на выявление способов овладения учащимися системой методологического знания, реализуемого в рамках системно-структурного подхода.
Следуя приоритетной задаче педагогической науки - превращение объекта обучения в субъект - необходимо добиться такого положения, чтобы учащиеся, овладев системой операциональных действий, смогли бы сами проводить анализ содержания учебного материала и преобразовывать его к виду, дающему возможность усваивать рациональными способами, соответствующими требованиям психологии и дидактики.
Психологический и дидактический аспекты усвоения знаний, соответствующие целям проводимого нами исследования, освещены в работах В.В. Давыдова, И.А. Зимней, Е.Н. Кабановой-Меллер, З.И. Калмыковой, Н.А. Менчин-ской, С.Л. Рубинштейна и других ученых. Понятие «усвоение знаний» в психологии и дидактике трактуется неоднозначно. В связи с этим мы провели анализ содержания этого понятия и подобрали определение, в наибольшей степени соответствующее потребностям системного усвоения.
В трудах психологов, дидактов, методистов, посвященных исследованию процесса школьного обучения различным учебным дисциплинам, усвоение считается основным понятием всех теорий обучения (учения, учебной деятельности). Усвоение - это сложная интеллектуальная деятельность человека, включающая все познавательные процессы, обеспечивающие прием, смысловую обработку, сохранение и воспроизведение полученного материала. Оно рассматривается как результат учения, учебной деятельности. Говоря о прочности, системности, качественности усвоения учебного материала, исследователи чаще всего имеют в виду именно результативную сторону. С точки зрения С.Л. Рубинштейна понятие усвоение по отношению к учебной деятельности выступает в качестве содержания, «центральной части процесса обучения». Более того, согласно позиции В.В. Давыдова, усвоение научных знаний и соответствующих им умений выступает как основная цель и главный результат деятельности учащихся.
Анализ перечисленных и ряда других работ позволяет сделать вывод, что под усвоением знаний понимается система дидактических действий учителя и учащихся, обеспечивающая протекание процесса обучения в соответствии с
5 дидактическими требованиями обучать способам получения знания, выделению главного в содержании материала, структуре научного знания, умственным операциям, планированию учебной деятельности и самостоятельному ее осуществлению, творческой деятельности при усвоении содержания образования, «свертыванию» и «развертыванию» знания, переносу ранее усвоенных знаний и умений в новые ситуации, побуждать учащихся к активному овладению учебными умениями.
В дидактике представлены работы по обеспечению каждого из выше перечисленных требований или в совокупности некоторых из них (СИ. Векслер, Ю.Б.Зотов, В.С.Ильин, И.Я. Лернер, М.И. Махмутов, Н.А. Менчинская, В.А. Онищук, И.П. Подласый, М.Н. Скаткин, Н.А. Сорокин, A.M. Цузмер и другие). В то же время, изучение дидактических и методических работ показывает, что теорий и методик, обеспечивающих комплексное решение проблемы реализации требований к процессу обучения, не предложено. Исследователями отмечается недостаточное внимание как в теории, так и практике обучения к уровню системности знаний. Следовательно, возникает необходимость выработать соответствующие требования к системности знаний и к разрабатываемой технологии их системного усвоения. Эта технология должна носить инте-гративный характер и обеспечивать возможность системного усвоения знаний, включающего в себя все выше рассмотренные компоненты.
Организация процесса обучения, построенная на классической схеме урока с попараграфной системой освоения материала и преобладанием словесно-репродуктивных методов, не обеспечивает выполнение вышеперечисленных требований и, как результат, не дает нужного качества знаний, основным из которых является системность как интегративный показатель. Отсюда возникает необходимость поиска путей систематизации и системного усвоения знаний.
В результате научного поиска последних десятилетий появились новые технологии обучения, дающие возможность в комплексе решать эти проблемы, выполняя требования осмысленности, прочности и системности знаний. Воз-
никла идея решать основные проблемы дидактики, сконцентрированные в выше перечисленных требованиях к уроку и качеству знаний, посредством технологий, обеспечивающих, прежде всего, их системное усвоение. Такие технологии разрабатываются в настоящее время в рамках новой отрасли психолого-педагогического знания - психодидактики, основой которой является система методологических подходов к обучению (А.Н. Крутский, А.И. Подольский, С.Д. Поляков, А.З. Рахимов, Э. Стоуне, Ю.Г. Фокин, Л.М. Фридман и другие). Среди подходов психодидактики для нашего исследования наибольший интерес представляет подход системно-структурный. Этот подход берёт свои истоки, начиная с трудов Т.А. Ильиной, в которых он назван структурно-системным. Т.А. Ильина разработала пути использования основных положений развивающейся теории систем в дидактических исследованиях.
Дальнейшее развитие идей системно-структурного подхода в дидактике осуществлено Л.Я. Зориной, в трудах которой представлено учение о методах достижения основного качества знания - системности. Ею дано определение, какие знания следует считать системными: это знания, адекватные структуре изучаемой научной теории. Наряду с дидактическими исследованиями начинается поиск путей системного усвоения знаний в методиках различных учебных предметов. В результате появились работы, связанные с выявлением структуры усваиваемого учащимися дидактически преобразованного научного знания и его приведением в соответствие со структурой и логикой изучаемой научной теории.
Последующий анализ психологических, дидактических, методических работ позволил выявить ряд противоречий, разрешение которых способствует достижению целей исследования.
1. В психолого-педагогической литературе выдвинута система требований к процессу обучения, обеспечивающая его протекание в соответствии с принципами дидактики, среди которых есть принцип систематичности, но не разработаны, в достаточной степени, теоретические основы и технологии, обеспечивающие реализацию этих требований.
В дидактической литературе выдвинуты общие требования к системности знаний, которые должны быть адекватны структуре изучаемой научной теории, что обеспечивает надежность их усвоения, но структура научной теории в применении к школьному процессу обучения и формы представления системного знания проработаны недостаточно.
В последние десятилетия педагогическая наука предъявляет повышенные требования к уровню системности знаний, но методики учебных предметов не обеспечивают своевременного внедрения в процесс обучения технологий, реализующих эти требования.
Реализация дидактического требования системности знаний предполагает соответствующую философскую, дидактическую, психологическую и методическую подготовку учителя, в то время как в содержании высшего педагогического образования обучение студентов технологиям системного усвоения знаний не отражено в должной мере.
Указанные противоречия позволили обозначить проблему исследования, суть которой заключается в поиске путей психологического и дидактического обеспечения системного усвоения знаний. В результате появилась возможность решать другие более частные вопросы дидактики, связанные с мотива-ционной и операциональной составляющими процесса и результатов учения и обучения, которые также являются компонентами системного усвоения знаний.
В настоящее время в дидактике наметились определенные предпосылки построения технологии системного усвоения знаний, связанные с поиском структуры изучаемых научных теорий, с поэлементным анализом изучаемого материала, выявлением функций выделенных элементов знаний. Такие подходы получили название дискретный и системно-функциональный. Их дальнейшее развитие позволяет нам сделать новый шаг в построении технологии системного усвоения знаний - системно-структурный подход. Данный подход предполагает целостное изучение научной теории. Он позволяет осуществить графическое представление изучаемого материала в виде специальной схемы, в которой отражены его функции и содержание. Получаемые учащимися эле-
менты знания располагаются в соответствии с логикой развития научной теории: научные факты, гипотезы, идеальные объекты, величины, законы, практическое применение.
Основные идеи системно-структурного подхода находят своё обоснование в образовательных стандартах, которые можно рассматривать как нижнюю границу знания, необходимого для дальнейшего усвоения содержания учебного материала. Например, в соответствии со стандартом физического образования его содержательной линии «Методы естественнонаучного познания» учащиеся, окончившие среднюю (полную) школу, должны: правильно определять категорию того или иного научного утверждения (факт, установленный наблюдениями, модель явления, понятие, закон или принцип, теоретический вывод, результаты эксперимента, техническое применение теории на практике); уметь выдвигать гипотезы на основе имеющихся фактов, результатов наблюдений и экспериментальных исследований. Этими требованиями образовательных стандартов от части определяется структура деятельности учащихся, организуемая системно-структурным подходом к усвоению знаний. Систематизация знаний обеспечивает их надежное усвоение не только в рамках стандарта, но и дает возможность высвободить значительную часть времени для творческого осмысления изучаемых явлений. Именно в высвобождении интеллектуального потенциала учащихся для решения не стандартных задач и заключается основной смысл систематизации.
Дальнейшее развитие методологии нашего исследования может быть развернуто следующим образом.
Объектом исследования являются подходы и способы систематизации и системного усвоения знаний в теории и практике обучения в средней школе.
Предметом исследования является системно-структурный подход к обучению и усвоению знаний в средней школе.
Цель исследования: разработка теоретических основ системно-структурного подхода и технологии его применения к обучению и усвоению знаний в средней школе.
9 Гипотеза: обучение системно-структурному подходу повысит эффективность приобретения методологических знаний и приведет к более активному применению учащимися операционально-деятельностнои составляющей усвоения учебного материала, если:
разработать модель системного усвоения знаний;
разработать теоретико-методологические основы системно-структурного подхода к усвоению знаний;
разработать технологию реализации системного усвоения знаний;
организовать управление учебной деятельностью учащихся на базе технологической карты процесса системного усвоения знаний.
В соответствии с целью и гипотезой в работе ставились следующие задачи:
осуществить теоретико-методологическое обоснование системно-структурного подхода к усвоению знаний посредством философских, психологических, дидактических и методических идей;
проанализировать реализацию дидактической идеи системного усвоения знаний в методиках различных учебных предметов;
сконструировать модель структуры и процесса системного усвоения знаний учащимися средней школы;
разработать технологию системного усвоения знаний учащимися средней школы;
разработать формы представления учебного материала, дающие возможность располагать его в соответствии с логикой и структурой научной теории;
подготовить, издать и внедрить учебное пособие, основанное на системно-структурном подходе к усвоению знаний, и опытно-экспериментальным путем проверить эффективность разработанной теории и технологии системного усвоения знаний;
организовать экспериментальную проверку теоретических основ и технологии системного усвоения знаний посредством организации дистанци-
10 онных курсов для учителей физики через педагогический,университет «Первое сентября».
Теоретико-методологическими основами исследования являются:
философские и естественно-научные труды, в которых представлен процесс системного познания мира (А.Н. Аверьянов, ПК. Анохин, И.В. Блау-берг, В.Н. Карпович, Л.А. Микешина, Ю.В. Сачков, Э.Г. Юдин);
идеи и теории системного управления общественными процессами (В.Г. Афанасьев, Б.М. Кедров, В.П. Кузьмин, М.К. Мамардашвили, В.И. Мет-лов, И.С. Моросанов, И.Б. Новик, B.C. Швырев);
теория системного усвоения знаний (СИ. Архангельский, Н.Г. Дайри, В. Дорн, В. Ян, И.Д. Зверев, Т.А. Ильина, В.Р. Ильченко, А.Н. Звягин, Л.Я. Зорина, А.В. Хуторской, А.В. Усова, П.М. Эрдниев, Б.П. Эрдниев);
психолого-педагогические подходы к усвоению знаний в процессе обучения (Дж. Брунер, Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, И.А. Зимняя, В.П. Зин-ченко, Я. А. Коменский, А.Н. Леонтьев, И.Г. Песталоцци, П.И. Пидкасистый, И.П, Подласыи, С.Л. Рубинштейн, Д А. Сухомлинскии, Н.Ф. Талызина, К.Д. Ушинский, И.Ф. Харламов, В.Ф. Шаталов, Д.Б. Эльконин).
Методы и принципы исследования. Теоретические: соотношение в познавательном процессе исторического и логического, восхождение от абстрактного к конкретному, взаимосвязь анализа и синтеза, дедукции и индукции, анализ философской, психологической, дидактической и методической литературы, нормативно-правовых документов по вопросам образования. Эмпирические: опытно-экспериментальная работа, наблюдение, сравнение, интервьюирование, анкетирование, изучение педагогического опыта.
Этапы исследования. Исследование проводилось с 1997 г. по 2006 г.
На первом этапе (1997-2002 гг.) осуществлялось изучение философской, психологической, дидактической литературы по проблеме исследования, разрабатывалась технология системного усвоения знаний и реализовывалась на базе учебного пособия по физике для учащихся; проводился констатирующий
и обучающий педагогический эксперимент, накапливался практический опыт и теоретическое знание.
На втором этапе (2002-2004 гг.) завершалось теоретическое представление системно-структурного подхода к усвоению знаний учащимися, осуществлялась экспериментальная проверка учебного пособия, в котором реализовались идеи системно-структурного подхода на материале физики средней школы, проводилась опытно-экспериментальная работа по проверке эффективности разработанной дидактической технологии (МОУ «СОШ №86», МОУ «СОШ №103», МОУ «СОШ №110», МОУ «Гимназия №42» г. Барнаула).
На третьем этапе (2004-2006 гг.) осуществлялось осмысление и обобщение результатов работы, формулирование выводов и рекомендаций, оформление диссертации.
Положения, выносимые на защиту.
Обоснование необходимости анализировать структуру знания учебного предмета, выделять основные элементы, составляющие его обобщенный инвариант. Проявление этого инварианта на уровне частных элементов знания способствует формированию дидактических понятий научной теории и составляющих ее элементов,
Технология системного усвоения знаний, обеспечивающая организацию процесса обучения в логике, соответствующей логике развития мышления учащихся. Условиями достижения этой цели является проведение учителем специальной работы по обучению действиям самостоятельного усвоения знаний, что способствует реализации основной задачи педагогики - превращение объекта обучения в субъект. Это обеспечивается методологическими подходами, которые являются фазами системного усвоения знаний: дискретный, системно-функциональный, системно-структурный. Последовательное применение перечисленных подходов позволяет осуществить идею системного усвоения знаний в логике и структуре, адекватной логике и структуре изучаемой научной теории.
Система управления методическими действиями исследователей, обеспечивающая разработку учебных пособий, в которых реализуются психологические и дидактические требования к процессу обучения. Интегративным понятием психолого-педагогических требований к получаемым знаниям является их системность, при которой знания выстраиваются в логике, соответствующей логике развития изучаемой в содержании учебного предмета научной теории. Управление методическими действиями, а также действиями учащихся по системному усвоению знаний обеспечивается разработанной технологической картой, содержащей перечень тем учебного предмета, перечень видов знаний для обучения и контроля, задания разного уровня и сроки их выполнения.
Методы, приемы и результаты наглядного представления системообразующей деятельности учащихся и включение теоретических знаний и заданий по систематизации материала в учебные пособия для школы. Это дает возможность учащимся глубже постигать смысл изучаемых явлений, развивать навыки анализа, синтеза, индукции, дедукции, обучаться элементам творчества посредством включения в деятельность по оперативному преобразованию учебного материала в соответствии с логикой и структурой научной теории: сбор фактов, их объяснение с помощью гипотез, поиск измерителей в виде величин, установление зависимостей между ними в виде законов, отыскание способов практического применения изученных явлений. В результате учащиеся обучаются методологическим действиям по системному усвоению знаний и представлению научных теории в форме структурных схем.
Научная новизна исследования:
- конкретизированы методологические возможности философской категории «система» и общенаучного средства системного подхода в его разновидностях (дискретный, системно-функциональный, системно-структурный подходы) для научного уровня педагогики;
акцентирована роль методологических знаний в обеспечении усвоения учащимися предметных знаний по различным учебным дисциплинам на высоком уровне их системности.
разработана дидактическая структура и технология системного усвоения знаний, адекватные структуре изучаемой научной теории;
создана эффективная форма представления содержания обучения в соответствии с дидактическими понятиями системности знаний.
Теоретическая значимость исследования:
осуществлено содержательное наполнение системного подхода общей и частных дидактик, выразившееся через призму психологических и дидактических требований к организации процесса усвоения знаний на высоком уровне их системности;
разработана модель системного усвоения знаний в средней школе, включающая в себя целевой, содержательный, процессуальный и результативный блоки;
уточнено содержание понятия методологического знания как знания структуры и функций изучаемой научной теории и ее элементов;
разработаны теоретические основы системно-структурного подхода к обучению и усвоению знаний;
спроектирована структура учебной деятельности, обеспечивающая системное усвоение знаний.
Практическая значимость исследования:
на основе обобщения психолого-дидактических и методических трудов осуществлен отбор идей, служащих основой для проектирования технологии системного усвоения знаний;
построена технология реализации системно-структурного подхода к усвоению знаний на высоком уровне их системности;
реализована технология системного усвоения в форме учебного пособия для учителей и учащихся;
- разработаны методические рекомендации по осуществлению системного усвоения знаний школьных учебных предметов.
Достоверность и обоснованность результатов исследования определены исходными теоретико-методологическими позициями, использованием методов, адекватных целям, задачам и логике исследования, их соответствием достижениям психолого-педагогической науки, комплексной методикой исследования, проверкой результатов исследования на различных этапах экспериментальной работы, репрезентативностью выборки участников опытно-экспериментальной работы, подтверждением выдвинутой гипотезы результатами статистической оценки достоверности экспериментальных данных.
Апробирование результатов исследования осуществлено в выступлениях на международных (Херсон, 2002; Горно-Алтайск, 2004, 2005, 2006), всероссийских (Челябинск, 2004; Барнаул, 1998, 2002, 2004, 2006; Новосибирск, 2006), зональных (Оренбург, 2004), региональных (Новосибирск, 2004) научно-практических конференциях, путём публикации материалов для дистанционных курсов учителей физики России в приложении к газете «Физика. Первое сентября» (2005), выступлений на студенческих научных конференциях (2002, 2003), заседаниях кафедры факультета повышения квалификации профессиональной переподготовки работников образования (2003), кафедры методики преподавания физики Барнаульского государственного педагогического университета (2004, 2005, 2006) и личного участия автора в учебном процессе средних школ №№ 42, 86, ПО г. Барнаула, Барнаульского педагогического колледжа в качестве учителя физики с 1999 года.
Результаты исследования внедрены в практику работы учителей школ г. Барнаула (Центрального района - №№ 1,2, 7, 22, 21, 48, 63, Железнодорожного района - №№ 86, 103, 110, 42, Октябрьского района - № 25, Индустриального района - № 117), и Алтайского края (профессионального училища № 31 Мамонтовского района, Малиновской средней школы Завьяловского района), где на разных этапах исследования приняли участие более 600 учащихся и 40 учителей различных школ г. Барнаула и районов Алтайского края. На базе
материалов, разработанных в процессе диссертационного исследования, в рам-
Ф1' ках педагогического университета «Первое сентября» и под грифом Москов-
ского государственного университета им. М.В. Ломоносова организованы дистанционные курсы повышения квалификации учителей физики различных регионов Российской Федерации (Белгородская, Калужская, Московская, Оренбургская, Челябинская, Ульяновская области, Санкт-Петербург, Якутия и другие (более ста регионов)) и некоторых регионов Казахстана и Белоруссии (слушателями курсов являлось 307 человек).
Основные результаты исследования также отражены в 20 публикациях автора.
*>
Проблема усвоения и систематизации знаний в дидактике
Понятие о системе и системном подходе рассматривается учеными в различных аспектах, что заставило нас выполнить анализ философских работ, связанных с формированием понятий о системе и системном подходе в науке и их интерпретации в дидактических изысканиях. Результаты этого исследования необходимы для решения центральной задачи образовательной системы - совершенствования процесса усвоения знаний учащимися средней школы. Это, в свою очередь, требует детального рассмотрения понятия «усвоение знаний» в психологии и педагогике и его взаимосвязи с основными общенаучными положениями о системе и системном подходе. В результате нами установлено соответствие между психологическими и дидактическими требованиями к процессу обучения и усвоения знаний и теми возможностями, которые предоставляют философские, психологические, дидактические и методические концепции.
Возросшие требования к системности получаемых учащимися знаний позволяют обратиться к истокам системного подхода и его приложения к решению дидактических проблем.
В большой российской энциклопедии дается следующее определение: «Система - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство» [18, с. 463].
И.В. Блауберг, Э.Г. Юдин под системой понимают «совокупность объектов, взаимодействие которых вызывает появление новых интегративных качеств, не свойственных отдельно взятым образующим систему компонентам. Связь между компонентами настолько существенна и тесна, что изменение одного из них вызывает изменение других, а нередко системы в целом» [17, с. 24]. Развитие системных исследований потребовало формирование и оперирование новыми понятиями, такими как структура, элемент, связь, подсистема, иерархия, целостность, делимость и другие, обозначенные и раскрытые в работах И.В. Блауберга [16, 17], В.Н. Садовского [210], Э.Г. Юдина [285, 286].
1. С одной стороны, система - это совокупность объектов, которые могут быть рассмотрены как единое целое, мысленно ограниченное в пространстве или времени. С другой стороны, в системе могут быть выделены составляющие ее элементы. Удаление из системы элемента изменяет ее свойства.
2. Характеристики системы, ее поведение зависят не только от свойств составляющих ее элементов, но и от способа их взаимосвязи, то есть от структуры системы.
3. В различных работах подчеркивается неоднозначность понятий «система» и «структура системы». Поскольку структура - это только некоторая характеристика системы, то в зависимости от целей можно выделить разные связи, признаки и свойства системы в качестве структурных. То есть, в общем случае однозначного соответствия между системой и ее структурой нет.
4. Системе присущи интегративные свойства, которые не свойственны ни одному из ее элементов в отдельности, но зависят от их свойств.
5. При изменении цели (задач) исследования каждый элемент или совокупность нескольких элементов системы могут рассматриваться как новые системы (подсистемы), а исследуемая система - как элемент более широкой системы (надсистемы), 6. Система проявляет свои свойства в процессе взаимодействия со средой.
Общефилософской основой исследования систем являются принципы материалистической диалектики (всеобщей связи явлений, развития, противоречия и другое). Практически каждый объект может быть рассмотрен как система. Все системы имеют определенную структуру, которая характеризует способ организации элементов в систему. Эвристическая функция общенаучных категорий как раз и проявляется в формировании с их участием общенаучных подходов к познанию действительности, таких, как целостный, кибернетический, технологический, исследовательский, комплексный, системный. В каждом таком подходе внимание исследователя концентрируется на одной какой-то стороне самых различных объектов при абстрагировании, насколько это возможно, от всех других сторон изучаемых явлений. Но если в науке прошлого подходы к познанию носили сугубо специальный, локальный характер (в лучшем случае - региональный), то качественная новизна указанной группы подходов состоит в их общенаучной природе. Наиболее известным, распространенным и признанным из них становится системный подход. Существо его методологического содержания коротко можно очертить следующими положениями. Система представляет собой неразрывное единство составляющих ее компонентов, и системные образования любой качественной природы, любого иерархического уровня должны изучаться, в первую очередь, под этим углом зрения. Наиболее характерная черта системы - это то, что по отношению ко всему внешнему она выступает как нечто целостное. В соответствии с этим части, компоненты системы подчинены целому, а оптимальность системы не совпадает с оптимальностью каждого отдельно взятого элемента.
Свойства системы по существу своему интегративны, они не сводятся к совокупности, простой сумме свойств всех ее элементов. Как качественно новое образование, система приобретает и качественно новые свойства, характеризующие ее именно как единое целое, и потому отсутствующие у любого ее компонента в отдельности. Лишь внутреннее взаимодействие элементов порождает систему во всем ее своеобразии. В то же время элементы характеризуются относительной самостоятельностью внутри системы, и рамки такой самостоятельности зависят как от содержательной природы самой системы, так и от конкретного аспекта его рассмотрения в каждом отдельном случае.
Бурный период развития системных исследований относится ко второй половине двадцатого века. В работах В.Г. Афанасьева [5], И.В. Блауберга [16, 17], Д.М. Гвишиани [39], Б.М. Кедрова [95], В.П. Кузьмина [123], И.Б. Новика [167], В.Н. Садовского [210], Э.Г. Юдина [285, 286], B.C. Швырева [280] и других авторов этого периода обстоятельно рассмотрены такие вопросы, как сущность и методологическая специфика системного подхода, роль категорий целого и части в исследовании системных объектов, теория организации систем, особенности применения системных методов в различных областях знания и другое. Своё продолжение они находят в работах более позднего периода Г.Д. Левина [221], М.К. Мамардашвили [145], И.С. Моросанова [156], Ю.В. Сачкова [213], В.А. Смирнова [226], B.C. Тюхтина [221], Ю.А. Урманце-ва [221], Е.В. Ушакова [250] и других исследователей.
И.В. Блауберг, Э.Г. Юдин утверждают, что «системный подход - одно из методологических направлений в современной науке, вьфажающее единую и определенную точку зрения на объекты любой конкретной науки, независимо от их природы» [17, с. 89]. Он предполагает анализ и синтез его элементов. Успешное проведение анализа и синтеза часто позволяет обнаружить неизвестные ранее свойства объекта. При этом Э.Г. Юдин уточняет, что «о системном подходе вполне можно и даже нужно говорить как о едином направлении в развитии современного научного познания. Главное основание для этого состоит в том, что все исследования, проводимые в рамках этого подхода, так или иначе направлены на изучение специфических характеристик сложноорга-низованных объектов - систем» [286, с. 136-137]. На наш взгляд, с этим следует полностью согласиться, ибо системный подход по самой своей гносеологической природе обязательно предполагает также структурный подход к изучаемым объектам. Структура чаще всего понимается как инвариант системы, порядок оформления элементов в систему, закон, характер связи между ее элементами. Глубокое исследование любой системы принципиально невозможно без проникновения в ее структуру, без осознания способов внутренней связи всех ее структурных подразделений и уровней.
Способы систематизации знаний, реализуемые методиками различных учебных предметов
Системный подход занял достойное место в педагогических исследованиях, в том числе и в дидактике. Поскольку учебный процесс есть сложная система, содержащая множество взаимосвязанных элементов, то в дидактике достаточно много внимания уделяется системному подходу к усвоению знания. Аспекты системно-структурного подхода, связанные с выделением элементов знания, выявлением зависимости между ними, образованием новых связей между элементами, достижением как конечного результата системных знаний, характеризуют направление дидактических исследований последних десятилетий. Вопросы системного подхода к процессу обучения и усвоения знаний рассматриваются в теоретических исследованиях Т.А.Ильиной [85, 86], Л.Л. Зориной [80, 81], М.Н. Скаткина [223], Н.Ф. Талызиной [238], А.В. Усовой [247, 248] и других ученых. Теоретические основы систематизации знаний в дидактике опираются на работы Т.А. Ильиной - основоположника системно-структурного подхода в педагогике, в трудах которой подход назван структурно-системным. Она выделила для специального рассмотрения круг вопросов, связанных непосредственно с областью организации обучения, при этом применение структурно-системного подхода последовательно рассматривается от области определения структуры и организации учебного материала до организации учебного процесса и планирования развития народного образования. В своих работах Т.А. Ильина показала, что структурно-системный подход применим к рассмотрению явлений, относящихся к категории систем, и требует рассматривать их как целостное образование на основе четкого представления о структуре как основной системы, так и входящих в нее подсистем и их элементов. Т.А. Ильина подчеркивает, что структурный анализ и вычленение структуры -это очень существенный, но вместе с тем и очень сложный этап. Основные трудности, связанные с этим, заключаются в необходимости не отключаться при анализе от целостного восприятия всей системы, помнить, что структура образуется из элементов, представляющих собой ограниченную часть целого. Особенности функционирования всей системы в целом определяют наличие и специфику проявления тех или иных свойств элементов. «Системный подход не какая-нибудь специальная отрасль научного знания или новый метод рассмотрения существенных явлений; системный подход является научным направлением, которое ставит своей задачей не само конкретное исследование, а разработку средств и методики исследования. Эти средства и методики исследования предназначены для изучения таких объектов, которые представляют собой систему» [86, с. 27].
Крупным исследованием по систематизации знаний в дидактике являются работы Л.Я. Зориной [80]. В статусе видов знания она выделила те объекты учебного материала, которые в процессе обучения выступают перед учениками в качестве объектов дискретного усвоения и изложения учебного материала. Прежде всего, в качестве таких целостных объектов, обладающих своей спе 28 цифической структурой в процессе обучения выступают теория и ее элементы: понятие, закон, научный факт, знание об эксперименте и прикладное знание. Действительно, для системного усвоения знаний важно не только умение организовать их в своем сознании в соответствии со структурой научной теории, но и расположить в соответствии с их статусом.
Своеобразный аспект систематизации знаний рассматривается в работах М.Н. Скаткина. Он считает, что структурирование знаний вокруг ключевых идей науки, вокруг ее важнейших категорий должно найти отражение не только в программах, но и в учебниках: фактический материал должен подводить учащихся к сознательному усвоению категорий, а затем категории должны «работать», использоваться в качестве опорных пунктов при освещении последующего фактического материала. «Для отражения структуры знаний в учебниках следует шире, чем это делается сейчас, использовать различные классификационные таблицы, структурные схемы и формулы. Формированию у учащихся категориального строя мышления должны служить такие вопросы и задания, помещаемые как в начале, так и конце параграфов. Четкое структурирование знаний является одним из эффективных средств борьбы с перегрузкой: хорошо организованные знания легче усваиваются и прочнее запоминаются. Каждая намеченная к изучению в школьном курсе теория основывается на определенных законах, принципах, понятиях. При определении содержания учебного предмета отбираются только те законы, принципы и понятия, знание которых необходимо и достаточно для сознательного усвоения теории. Но каждый закон и понятие отражают сущность конкретных явлений действительности» [223, с. 42].
Н.Ф. Талызина, анализируя трудности, возникшие перед школой в связи с лавинообразным нарастанием содержания образования, указывает на необходимость в каждом учебном предмете, разделе «выделять те структурные элементы, из которых слагаются любые частные явления этого предмета, то есть выделять инвариант системы и представлять все частные, слагающие эту систему элементы, как проявление этого инварианта. Таким образом, отпадает не 29 обходимость изучать все частные явления данной области. Можно ограничиться лишь некоторыми из них, но изучить их не со стороны отдельных особенностей, а со стороны той сущности, проявлением которой они являются. Кроме того, на их примере следует раскрыть метод, позволяющий конструировать как эти явления, так и другие, входящие в эту систему» [238, с. 74-75].
Много внимания вопросам систематизации знаний уделяет А.В. Усова [247]. Она рассматривает систематизацию в плане основных понятий изучаемого содержания. А.В. Усова считает, что формирование у школьников научных понятий в процессе обучения - одна из важнейших задач школы. Следствием этого является другая задача, которую призвана решать школа, - обеспечение усвоения школьниками системы знаний основ наук. На основе логико-генетического анализа структуры научных знаний представляется возможность выделить следующие основные элементы знаний: научные факты; понятия; законы; теории. Выделенные элементы знаний находятся в тесной взаимосвязи, между ними трудно установить резко очерченные границы. Так, например, теорию нередко рассматривают как развитое понятие, а понятие - как закон. Тем не менее, в литературе по вопросам теории познания указанные элементы считают возможным рассматривать как относительно самостоятельные структурные единицы знания, которые можно разглядеть и выделить в содержании всех наук. В любой системе знания понятия играют важную роль. Образуются они в результате анализа вновь открытых научных фактов. Через системы научных понятий формулируются законы. Каждый закон отражает связь между понятиями. Если не усвоены соответствующие понятия, не могут быть усвоены и законы. Научные теории - это развитые их системы. Как видно из рассмотренного, без усвоения понятий не может быть ни усвоение законов, ни усвоение теорий.
В исследованиях А.Н. Крутского [111] отмечается, что системный подход в дидактике развивался по различным взаимосвязанным направлениям, среди которых выделяются:
- формирование понятий (Л.С. Выготский [35], В.В. Давыдов [56], С.Л. Рубинштейн [206] - психология; Л.Я. Зорина [80], А.В. Усова [248] - методика физики; Т.А. Корман [104], В. Дорн, В. Ян [61], Е.Н. Кабанова-Меллер [89] - методика географии; Б.В. Всесвятский [34], A.M. Цузмер [266] - методика биологии; О.С. Габриэлян [36] - методика химии; Н.Г. Дайри [57], Ф.В. Горелик [47] - методика истории и др.;
- развитие системных исследований в плане межпредметных связей (И.Д. Зверев [73], Л.Я. Зорина [80], В.Р. Ильченко [87], А.В. Усова [248] и др.);
- формирование обобщенных приемов деятельности учащихся, выработки абстрактных понятий и движения от абстрактного к конкретному (СИ. Архангельский [4], П.Я. Гальперин [38], В.В. Давыдов [56], Л.В. Занков [72], Н.А. Менчинская [148], В.В. Мултановский [159], М.Н. Скаткин [223], Н.Ф. Талызина [238]);
- обучение методам познавательной деятельности (ЛЯ. Зорина [80], И.Я. Лернер [134], П.И. Пидкасистый [178], М.Н. Скаткин [223]).
А также можно выделить и другие направления системных исследований - оптимизация процесса обучения, развитие творческих способностей, использование аналогий и другие направления.
Теоретические основы системно-структурного подхода
Анализ философских, психологических, дидактических, методических, концепций систематизации и усвоения знаний, выполненный в первой главе, позволил выявить требования к организации процесса обучения.
В философских работах выдвигаются основные идеи, положения, понятия системного подхода, которые для дидактических исследований мої-ут служить методологической основой:
определение системы, как целого, составленного из соединения множества элементов на основе выбранного системообразующего фактора, проявляющего новые интегративные качества, не свойственные отдельно взятым компонентам;
основные понятия теории систем: целостность, структура, связи, элемент, отношение, подсистема, функции;
действия по выделению главных существенных сторон явления и абстрагированию от его несущественных сторон;
утверждение о том, что объект, принятый в качестве системы, в других обстоятельствах может выступать как подсистема или даже элемент в зависимости от масштабов изучаемых явлений, целей и уровней их анализа;
положение о том, что глубокое исследование любой системы принципиально невозможно без проникновения в ее структуру, без осознания способов внутренней связи всех ее структурных подразделений и уровней;
идея о взаимоотношении системного и структурного подходов, которая с полной очевидностью свидетельствует об их внутренней взаимосвязи.
Если рассматривать выше перечисленные положения философии, касающиеся системного подхода, как методологическую основу психологических и дидактических действий по организации процесса обучения, то в психо 85 логических и дидактических трудах можно выбрать основные идеи, которые служат теоретической основой проектирования технологии системного усвоения знаний.
1. Формирование у учащихся категориального строя мышления (Дж. Брунер [22]).
2. Разработка технологии способов деятельности (П.Я. Гальперин [38], В.В.Давыдов [56], А.Н.Леонтьев [133], И.Я. Лернер [134, 135], А.З. Рахимов [201, 202], Н.Ф. Талызина [238], А.В. Усова [247]).
3. Формирование логического мышления на базе анализа, синтеза, обобщения (А.Н.Леонтьев [133], С.Л.Рубинштейн [206], A.M. Сохор [229]).
4. Выделение доминирующих элементов знаний (генерализация) (Л.П. Доблаев [59], А.В. Усова [247]).
5. Преобразование учебного материала в соответствии с логикой мышления и структурой изучаемой научной теории (А.Н. Звягин [75], Л.Я. Зорина [80], О.З.Лысенко [141], Р.Ф. Пугавьева [141], A.M. Сохор [229], А.В. Усова [247], А.А. Шаповалов [276]).
6. Разработка правил системного усвоения (Л.Я. Зорина [80], А.Н.Крутский[113, 116]).
7. Обучение способам систематизации знаний (В.В. Давыдов [56], В.Р. Ильченко [87], М.Н. Скаткин [223], А.В. Хуторской [264], A.M. Хаит [278], В.Ф. Шаталов [278], В.М. Шейман [278]).
8. Наглядное свернутое изображение большого объема информации (В.М. Лянцевич [142], И.И. Супоницкая, Н.И. Гоголевская [234, 235], А.В. Чоботарь, Т.Д. Коровина [270, 271], В.Ф. Шаталов [278]).
9. Сочетание приемов понимания и запоминания информации (Л.П. Доблаев [59], Л.В. Занков [72], Л.Б. Ительсон [88], Е.Н. Кабанова-Меллер [89], З.И. Калмыкова [91, 92], И.Я. Лернер [134], И.П. Подласый [183], А.А. Смирнов [225], К.Д. Ушинский [251]). 10. Организация самостоятельной деятельности по систематизации знаний (В.А. Беликова [249], Г.А. Вайзер [25], Б.П. Есипов [67], А.В. Муравьев [160], Е.В. Оспенникова [175], А.В. Усова [249], Л.М. Фридман [258]).
Подробный анализ работ выше перечисленных авторов позволяет обозначить психологические и дидактические требования к процессу обучения, выполнение которых даст возможность организовать усвоение знаний в рамках системно-структурного подхода.
Психологические требования к процессу обучения и усвоения знаний:
формирование у учащихся категориального строя мышления;
организация знаний в системы взаимосвязанных понятий с целью превращения их в действенный аппарат развития мышления и памяти;
установление причинно-следственных связей и отношений между изучаемыми фактами, выделение основных единиц материала, что позволяет рассматривать конкретный объект как часть системы;
формирование логического мышления, основой которой являются анализ, синтез, обобщение, сравнение результатов;
разработка формы системной организации изучаемого материала, освобождающей от необходимости запоминать сумму частных сведений и фактов за счет их группировки в более крупные единицы, которые легче удержать в сознании и воспроизвести в нужных случаях;
организация системы знаний посредством преобразования отдельных их компонентов в целях развития творческих способностей;
наглядное представление результатов в форме структурных и логических схем, правил системного усвоения, которые облегчают осознание и запоминание изучаемого материала, дают возможность обучать способам систематизации знаний, активизируют мыслительную деятельность;
представление знаний в структуре, дающей возможность воздействовать на эмоциональную сферу с целью глубокого осмысливания, понимания и запоминания. Дидактические требования к процессу обучения и усвоения знаний:
% структура знания дискретна и состоит из элементов;
основными элементами знаний являются: научные факты, гипотезы, идеальные объекты, величины, законы, способы практического применения;
структурирование элементов знаний осуществляется вокруг ключевых идей науки, вокруг ее важнейших категорий;
способы учебной деятельности организуются так, чтобы была ясна их необходимая и вариативная последовательность;
для отражения структуры знаний следует использовать различные классификационные таблицы, структурные схемы и формулы;
в содержание изучаемого материала учебного предмета отбираются только те факты, понятия и законы, знание которых необходимо и достаточно для сознательного усвоения изучаемой научной теории;
элементы знания и образованные из них системы формируются в соответствии с некоторым принципом, сущностью которого является адекватность знания изучаемой научной теории;
разработка технологии формирования научных понятий оказывает влияние на успешность всего процесса обучения;
для успешного усвоения знаний учащимися необходимо осуществлять полный цикл учебно-познавательной деятельности - от восприятия до обобще ния и систематизации знаний;
системное представление учебного материала способствует его глубокому усвоению и интенсифицирует эффективное самостоятельное обучение;
концентрация и укрупнение учебного материала дает возможность для значительной интенсификации учебного процесса и экономит время, необходимое для усвоения теоретических понятий;
представление систематизированных знаний в виде структурных и логических схем формирует способности учащихся к. проектировочной деятельности;
Организация и методика опытно-экспериментальной работы
Для реализации требований психологии и дидактики к процессу обучения, выполнение которых обеспечивает системное усвоение знаний, нами была сделана попытка применить один из подходов психодидактики - системно-структурный подход. Его сущность заключается в том, что получаемые знания располагались в логике и структуре, соответствующей логике и структуре изучаемой научной теории (научные факты, гипотезы, идеальные объекты, величины, законы и практическое применение). В связи с этим была выдвинута гипотеза о том, что обучение учащихся психодидактическим технологиям системного усвоения повысит эффективность приобретения знаний методологических и приведет к более активному применению операциональной составляющей усвоения учебного материала. Для подтверждения гипотезы был проведен педагогический эксперимент. Поскольку автор диссертации является учителем физики, то экспериментальная работа проведена путем внедрения системно-структурного подхода в практику обучения физике средней школы.
Идея эксперимента заключалась в том, чтобы донести до сознания учащегося мысль, что физика, как и любая другая учебная дисциплина, имеет основную дидактическую единицу в виде изучаемой научной теории. Знание и понимание учебного предмета заключается не в том, чтобы выучить и пересказать параграф учебника, а в том, чтобы представлять и понимать весь состав научной теории в логике ее развития в соответствии с вышеуказанной структурой. Кроме того, системное усвоение требует разработки и применения технологии усвоения множества элементов знания, имеющих одинаковые функции в структуре научной теории.
Эксперимент включал в себя следующие этапы: поисковый, констатирующий, обучающий, контрольный.
Первый этап - поисковый эксперимент включает в себя три блока. Первый блок отражает поиск методологических основ выполнения исследования, которыми являются основные идеи и принципы философии, психологии, педагогики. Выполнение исследований второго блока дает возможность выстроить теоретические основы системно-структурного подхода к усвоению содержания школьных учебных предметов. Третий блок поискового эксперимента характеризует применение построенной теоретической модели к разработке технологии системного усвоения знаний конкретного учебного предмета (физики). Имея такую методологическую, теоретическую и методическую базу составляется система заданий, с помощью которой проводится констатирующий эксперимент, выявляющий исходный уровень владения учащимися методологическими знаниями системного подхода.
Второй этап - констатирующий эксперимент. Он позволил выявить уровень владения учащимися методами системного усвоения знаний до обучающего эксперимента. Имелось в виду, что методологические знания и умения соответствующего характера могли быть получены учащимися, хотя бы и в неявном виде, как результат предыдущего обучения либо сформированы непреднамеренно при попытках систематизации получаемых при обучении сведений. Их наличие служило бы опорой при организованном обучении системному усвоению. Это соответствует ранее высказанной гипотезе. Активное усвоение и применение операциональной составляющей системного усвоения знаний формируется за счет приобретения знаний методологических.
Под знанием методологическим в разработанной нами системе обучения понимается следующее.
1. Знание структуры изучаемой научной теории.
2. Знание функций и структуры ее элементов: - научных фактов; - гипотез; - идеальных объектов; - величин; - нормативного знания (законы, уравнения, зависимости, постулаты, правила, графики); - способов практического применения изученных явлений.
3. Умение оперировать полученным методологическим знанием и использовать его для анализа и усвоения материала других учебных предметов.
По этим позициям проводилась проверка эффективности экспериментального обучения в соответствии со следующей методикой.
Для проведения констатирующего эксперимента были подготовлены задания.
1. Какие элементы знания входят в структуру изучаемой физической теории? 2. Какие функции носит каждый из элементов изучаемой физической теории (зачем они нужны в структуре теории)? Каковы функции научных фактов (зачем нужны факты)? Каковы функции гипотезы (зачем нужна гипотеза)? Каковы функции идеального объекта (зачем нужен идеальный объект)? Каковы функции физических величин (зачем нужны величины)? Каковы функции законов (зачем нужны законы)? Как практически применяются знания, полученные в результате развития теории изучаемого явления?
3. Привести минимальный перечень знаний о любой физической величине, вскрывающий ее сущность. (В качестве примера привести состав знания о конкретной предложенной физической величине).
4. Привести минимальный перечень знаний о любом законе, вскрывающий его сущность. (В качестве примера привести состав знания о конкретном предлагаемом законе).
Такая подробная структура задания была построены с учетом того, что эти же вопросы используются в начале исследования в процессе констатирующего эксперимента и даются ученикам, которые не имеют никакой предварительной подготовки по применению предлагаемого в нашей методике методологического знания. Поэтому вопросы изложены предельно просто с пояснениями, заключенными в скобках.
Оценивание результатов ответов проведено в баллах, размер которых установлен путем экспертных оценок. Правильный ответ по каждому из вопросов оценивался следующим образом.
