Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема интеллекта и репрезентация учебных знаний 9
1.1. Основные направления исследования индивидуальных особенностей интеллекта в зарубежной и отечественной психологии 9
1.2. Взаимосвязь интеллектуальных особенностей учащихся и успешности обучения 19
1.3. Взаимосвязь интеллектуальных особенностей учащихся и успешности усвоения ими химических знаний 26
1.4. Роль интеллекта в процессе понимания учебного материала 32
1.5. Когнитивные репрезентации знаний 47
1.6. Образные и вербальные типы репрезентации знаний 62
Выводы по первой главе 81
Глава 2. Взаимосвязь интеллекта учащихся с успешностью усвоения ими учебных знаний и репрезентациями учебного материала по химии 83
2.1. Цели, задачи, организация и методы эмпирического исследования 83
2.2. Зависимость успешности усвоения химических знаний учащимися от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем 89
2.3. Зависимость усвоения химических знаний учащимися от характеристик их интеллектуального развития 99
2.4. Когнитивные репрезентации химических знаний у учащихся старших классов 119
2.5. Зависимость когнитивных репрезентаций химических знаний учащихся от развития их интеллекта 133
Выводы по второй главе 143
Заключение 146
Практические рекомендации 148
Литература 150
Приложение 163
- Основные направления исследования индивидуальных особенностей интеллекта в зарубежной и отечественной психологии
- Цели, задачи, организация и методы эмпирического исследования
- Зависимость успешности усвоения химических знаний учащимися от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем
Введение к работе
Актуальность исследования. Психологические проблемы усвоения знаний в процессе обучения в настоящее время становятся особенно актуальными в связи с увеличением информационной нагрузки учащихся. Расширение программного материала, к сожалению, далеко не всегда приводит к повышению учебной компетентности учащихся. Получаемые школьниками знания часто являются недостаточно системными и обобщенными, а порой и вовсе непонятыми. По мнению Л.Л. Гуровой, остро встает вопрос, как сделать непонятное понятным, как облегчить умственный труд, помочь «переварить» учащемуся то обилие поступающей и постоянно растущей информации, которой он должен овладеть (Гурова, 1986).
Основу успешного усвоения знаний составляет интеллектуальное развитие учащихся. Проблемы интеллекта и когнитивных репрезентаций знаний активно исследуются в последнее время как в зарубежной (Д.. Гилфорд, Г. Айзенк, Г. Гарднер, Р. Стернберг), так и в отечественной психологии (В.Н. Дружинин, М.А. Холодная). Когнитивный подход в общей и педагогической психологии становится все более популярным при анализе процессов учения и усвоения учебных знаний* Вопрос о репрезентации знаний в отечественной психологии активно изучается в последнее время в исследованиях Н.И. Чуприковой, М.А. Холодной, Д.П. Власюка, СВ. Устьянцевой, Е.В. Волковой и др.
В отношении химических знаний эта проблема в настоящее время
приобретает особую остроту. По мнению многих учителей, химия трудна для
изучения школьников. С нашей точки зрения, это связано с тем, что мир
химических явлений - это микромир, который недоступен
непосредственному наблюдению учащихся. О его составе, структуре, свойствах учащиеся судят только по косвенным признакам. В этом заключается одна из главных трудностей при изучении химии в школе.
Важнейшей тенденцией современного образования является учет индивидуальных особенностей учащихся в процессе обучения. При осуществлении индивидуального подхода к обучению важно знать, как развитие отдельных составляющих структуры интеллекта определяет успешность овладения учащимися теми или иными предметами и, в частности, каковы репрезентации учебных знаний, возникающие у учащихся в процессе изучения химии. Этим обусловлена актуальность нашего исследования.
Исследование опиралось на следующую методологическую базу:
Предмет исследования - интеллектуальные факторы, обеспечивающие усвоение учебных знаний.
Объект исследования - учащиеся старших классов.
Цель исследования - изучение особенностей интеллекта учащихся старших классов, обеспечивающих успешное усвоение ими содержания учебного материала по химии.
Задачи исследования:
Провести теоретический анализ основных направлений исследования интеллекта и когнитивных репрезентаций знаний.
Изучить зависимость успешности усвоения химических знаний учащимися от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем.
Изучить зависимость усвоения химических знаний учащимися от характеристик их интеллектуального развития.
Изучить когнитивные репрезентации химических знаний у учащихся старших классов.
Изучить зависимость когнитивных репрезентаций химических знаний у учащихся от развития их интеллекта.
Гипотеза исследования - существует комплекс интеллектуальных характеристик учащихся, обеспечивающих успешное усвоение ими
химических знаний, которые проявляются в формировании дифференцированных, системных и обобщенных репрезентаций учебных знаний.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались следующие методы и методики исследования:
Теоретический анализ психолого-педагогической литературы по проблеме исследования.
Констатирующий эксперимент.
Методы математико-статистической обработки данных эмпирического исследования.
Комплекс методик для изучения параметров интеллектуального развития учащихся, а также когнитивных репрезентаций учебных знаний.
Для изучения параметров интеллектуального развития учащихся использовались следующие методики: (1) тест структуры интеллекта Р. Амтхауэра; (2) опросник структуры сигнальных систем; (3) опросник: когнитивного стиля Д. Барша для выявления преобладающей модальности репрезентативной системы; (4) метод бинокулярной конкуренции (гаплотест); (5) тест «Включенные фигуры» Готтшальдта; (6) методика определения особенностей зрительной памяти.
Для изучения когнитивных репрезентаций знаний использовались следующие методики: (1) понятийное картирование; (2) репертуарные решетки; (3) методика выявления дифференцированности поля на химическом материале; (4) методика выявления аналитичности и синтетичности восприятия химических знаний; (5) методика изучения химической памяти.
Достоверность полученных в исследовании результатов обеспечивается:
теоретической обоснованностью методологических позиций;
использованием большого количества взаимодополняющих методик исследования;
достаточным объемом выборки испытуемых;
использованием адекватных методов математической обработки эмпирических данных.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
Выявлена зависимость успешности усвоения химических знаний учащимися от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем.
Выявлена зависимость успешности усвоения химических знаний от определенных параметров интеллектуального развития учащихся.
Обосновано использование когнитивных репрезентаций знаний как характеристики качества усвоения учащимися учебного материала.
Выявлена зависимость когнитивных репрезентаций химических знаний учащихся от развития их интеллекта.
Теоретическая значимость работы заключается в следующем:
На основе полученных в исследовании результатов расширены, теоретические представления о взаимосвязи развития интеллекта учащихся и когнитивных репрезентаций учебных знаний.
Выявлен комплекс интеллектуальных характеристик учащихся, обеспечивающих успешное усвоение ими химических знаний.
Показано, что формирование дифференцированных, системных и обобщенных репрезентаций учебных знаний является важнейшим показателем успешности усвоения старшеклассниками учебного материала по химии.
Практическая значимость работы состоит в следующем: 1. Содержащиеся в исследовании теоретические положения, эмпирические факты и сделанные на их основе выводы могут служить основанием для разработки методик, программ, образовательных стандартов для школ различного профиля, а также систем диагностики и коррекции учебных знаний по предмету на принципиально новой основе.
Использованные нами методики выявления когнитивных репрезентаций могут быть использованы для мониторинга формирования когнитивных репрезентаций химических и других естественнонаучных знаний, а также оценки развивающего потенциала учебных программ.
Полученные данные могут использоваться при чтении лекций студентам факультетов естественных наук и на курсах повышения квалификации для учителей, преподающих предметы естественно-математического цикла (математика, физика, химия, биология).
Основные положения, выносимые на защиту:
Успешность усвоения химических знаний учащимися зависит от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем.
Успешность усвоения учащимися химических знаний тесно связана с определенными параметрами интеллектуального развития:
развитием вербального и невербального интеллекта;
умением оперировать изображениями фигур на плоскости и способностью к логическому запоминанию;
преобладанием визуальной модальности переработки информации.
Формирование дифференцированных, системных и обобщенных репрезентаций учебных знаний является важнейшим показателем успешности усвоения старшеклассниками учебного материала по химии.
Важнейшими интеллектуальными факторами репрезентации химических знаний являются: визуализация, абстрагирование, вербальный, невербальный, общий интеллект; умение оперировать изображениями фигур на плоскости, поленезависимость, обобщение, умение находить числовые закономерности, образность представлений, символизация, память на химические формулы, запоминание слов, функциональная асимметрия полушарий головного мозга.
Апробация результатов исследования.
Результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедры общей и педагогической психологии ВГПУ, кафедры практической психологии ЛГУ им. А.С. Пушкина, в выступлениях на совещаниях преподавателей естественных наук школ г. Вологды, на педагогических советах школы №32 г. Вологды, на Северной психологической конференции, на межрегиональной научно-практической конференции «Непрерывное профессиональное образование: развитие самостоятельности будущего педагога» (г. Вологда). Подготовлены и опубликованы методические рекомендации для студентов и учителей, преподающих предметы естественнонаучного цикла по методам выявления когнитивных репрезентаций учебных знаний.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, выводов, заключения, практических рекомендаций, списка литературы и приложения.
Основные направления исследования индивидуальных особенностей интеллекта в зарубежной и отечественной психологии
Впервые вопрос о существовании индивидуальных различий в умственных (интеллектуальных) способностях поставил Ф. Гальтон (1883). В качестве показателя общих интеллектуальных способностей рассматривалась сенсорная различительная чувствительность. Несколько лет спустя Дж. Кеттел разработал серию специальных процедур, обеспечивающих измерение остроты зрения, слуха, чувствительности к боли, времени двигательной реакции, предпочтения цветов и т.д. Таким образом, на начальном этапе интеллект отождествлялся с простейшими психофизиологическими функциями. При этом подчеркивался врожденный характер (органический) интеллектуальных различий между людьми.
Позже А. Бине и Т. Симон разработали модель интеллекта, ориентированную на практические цели. А. Бине признавал влияние окружающей среды на особенности познавательного развития. Интеллектуальные способности оценивались не только как сформированные познавательные функции (такие, как запоминание, пространственное различение, воображение и т.п.), но и как усвоение социального опыта (осведомленность, знание значений слов, владение некоторыми социальными навыками, способность к моральным оценкам и т.д). Содержание понятия интеллект оказалось, таким образом, расширенным как с точки зрения перечня его проявлений, так и с точки зрения факторов его становления (Холодная, 2002).
В начале XX века складываются две прямо противоположные линии трактовки природы интеллекта, которые сохраняли свое значение в течение длительного времени, и не потеряли актуальности до настоящего времени.
Сторонники; первой линии считают, что интеллект является глобальным, целостным свойством — способностью индивида правильно решать любые задачи, которые ставит перед ним среда. Автором модели «генерального фактора» был Ч.Спирмен.. Множество его последователей считали интеллект неразложимой целостностью. Ч.Спирмен и ряд других исследователей, в частности Г.Айзенк, полагают, что существует несколько подфакторов общего интеллекта, которые можно выделить в его структуре. Сам Ч.Спирмен выделил в ходе своих исследований, помимо общего интеллекта и специфических факторов, отвечающих за успешность решения разнородных тестовых задач, еще «математический», «лингвистический» и «механический» факторы.
Эта линия (признание общего интеллекта) была продолжена в работах Р. Кеттела, Ф. Вернона, Л. Хамфрейса, и др. (цит. по: Холодная, 2002, с. 18).
Аналогичная линия в трактовке интеллекта, акцентирующая единое основание интеллектуальной деятельности, характерна для исследований Дж. Равена. Он считал, что умственные способности включают два компонента: продуктивный (способность выявлять связи и отношения, приходить к выводам, непосредственно не представленным в заданной ситуации) и репродуктивный (способность использовать прошлый опыт и усвоенную информацию).
Впоследствии идея общего интеллекта стала рассматриваться как оценка уровня общего интеллекта. Он рассчитывался на основе суммирования результатов выполнения некоторого множества тестов. Появились интеллектуальные шкалы, включающие набор вербальных и невербальных субтестов. Например, интеллектуальная шкала Д. Векслера для взрослых включала 11 субтестов, интеллектуальная шкала Р. Амтхауэра - 9 субтестов. Индивидуальная оценка уровня общего интеллекта определялась как сумма баллов успешности выполнения всех субтестов.
Вторая линия в развитии исследований интеллекта была связана с дальнейшей разработкой идеи Л. Терстоуна о множественности интеллектуальных способностей. Яркий пример такого подхода структурная модель Дж. Гилфорда. Его теоретическая модель постулировала существование 120 узкоспециализированных независимых способностей. При этом он исходил из трех основных критериев, позволяющих описать и конкретизировать 3 аспекта интеллектуальной деятельности: (1) тип выполняемой умственной операции, (2) содержание интеллектуальной деятельности, (3) разновидности конечного продукта (цит. по: Холодная, 2002, с. 20).
Цели, задачи, организация и методы эмпирического исследования
Целью нашего эмпирического исследования являлось изучение интеллектуальных факторов, способствующих успешному усвоению учащимися учебных знаний, а также выявление особенностей когнитивных репрезентаций учебного материала по химии. В связи с этим были поставлены следующие задачи исследования:
1. Изучить зависимость успешности усвоения химических знаний учащимися от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем.
2. Изучить зависимость усвоения химических знаний учащимися от характеристик их интеллектуального развития.
3. Изучить когнитивные репрезентации химических знаний учащимися старших классов.
4. Изучить зависимость когнитивных репрезентаций химических знаний у учащихся от развития их интеллекта.
Для изучения зависимости успешности усвоения химических знаний учащимися от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем нами использовались следующие методики: L Метод бинокулярной конкуренции (гаплотест), в котором измерение глазодоминирования в процессе стереоскопического восприятия конкурирующих объектов выявляло индивидуальные особенности полушарного доминирования, О степени доминирования левого или правого полушария судят по величине коэффициента эффективности выполнения задания соответственно левым и правым глазом. На этом основании делается вывод о степени доминированния того или иного полушария. 2. Опросник структуры сигнальных систем. Целью его проведения было выяснение индивидуальных. особенностей функционирования сигнальных систем учащихся. Опросник базируется на теоретических обобщениях представлений о структуре сигнальных систем, высказанных И.П. Павловым. В результате данной методики была выявлена структура сигнальных систем, которая включала в себя следующие характеристики: метафоризация, образность представлений, символизация, вербализация, абстрагирование, рефлексивность, ручная направленность. Подробно методика рассмотрена в следующих разделах диссертации.
Для изучения зависимости усвоения химических знаний учащимися от характеристик их интеллектуального развития нами использовались следующие методики: 1. Тест структуры интеллекта Р. Амтхауэра, который позволил выявить интеллектуальные особенности учащихся. Он включал задания на диагностику интеллекта по 9-ти субтестам, выявлял показатели вербального и невербального компонентов, а также показатель общего интеллекта. 2. Тест "Включенные фигуры" Готтшальдта. Он использовался для выявления индивидуальных особенностей дифференцированности поля восприятия по характеристике полезависимости - поленезависимости (Практикум ..., 2000, с. 77). Высокий показатель поленезависимости свидетельствовал о высокой дифференцированности поля. 3. Методика определения особенностей зрительной памяти на числовом и химическом материале. Ее цель - определить способность учащихся к зрительному запоминанию и сохранению в кратковременной памяти различного семантического материала, связанного с усвоением химических знаний.. Для анализа зависимости объема кратковременной памяти от особенностей семантического материала при зрительном запоминании были подготовлены три группы заданий, записанных на отдельных карточках: а) числа; б) химические формулы органических соединений; в) названия органических соединений.
Зависимость успешности усвоения химических знаний учащимися от функциональной асимметрии полушарий головного мозга и структуры сигнальных систем
Одной из проблем изучения функциональной асимметрии является подбор адекватных методов выявления показателей доминирования одного из полушарий. В целом ряде исследований для этого использовался метод бинокулярной конкуренции. С нашей точки зрения, он наиболее подходит для решения одной из задач исследования - выявление доминирующего типа переработки информации учащимися: образного или вербального. Опишем его подробнее.
Метод бинокулярной конкуренции (с использованием портативного детского стереоскопа) применялся исследовательскими группами В.В. Суворовой (Москва, НИИ ОПП) и Л.П. Павловой (Ленинград, ЛГУ). В работах этих коллективов использовался прежде всего качественный метод. Диагноз глазодоминирования ставился лишь по знаку, без учета его количественной меры. В качестве конкурирующих стимулов обычно применялись цветные видовые слайды, цветные или черно-белые графические рисунки, - в количестве одного или нескольких. Надежная постановка количественного диагноза глазодоминирования требует предъявления значительного числа пар предъявляемых изображений (несколько десятков или даже сотен). Соответствующий метод был разработан в совместных исследованиях кафедры эргономики ЛЭИС им. М.А. Бонч-Бруевича (В.Л. Таланов) и кафедры анатомии и физиологии ЛГПИ им. А.И. Герцена (М.С. Тысячнюк, Ю.А. Даринский). Использованные в таблицах пары цифр и букв были отобраны в предварительных экспериментах с точки зрения равномерного распределения вероятностей предпочтения доминирующей своим начертанием буквы в вероятностном диапазоне от 50% до 90%, что позволяет получить гистограмму количественного показателя асимметрии глазодоминирования в человеческой популяции без локальных неоднородностей, вызванных экспериментальными артефактами. Вторым принципиальным моментом, использованным; в данной методике, является резкое улучшение стабильности фузии (наложение изображений) за счет создания одинакового фонового рисунка на обеих половинах стереопар.
Задачей нашего исследования на данном: этапе было выявление взаимосвязи между особенностями функциональной асимметрии головного мозга и усвоением учащимися химических знаний. В исследовании принимали участие учащиеся 10 классов (121 чел.).
Индивидуальные особенности полушарного доминирования измерялись на основе теста гаплоскопического измерения глазодоминирования. Суть метода заключается в том, что вначале испытуемому через стереоскоп предъявляется обычный цветной стереослайд, по которому испытуемый настраивает подходящую для себя резкость изображения вращением регулирующего винта. Затем в фиксированном порядке предъявляется 5 стереопар с цифровыми таблицами, различными для правого и левого глаза. Для облегчения устойчивого изображения в поле зрения помещаются также точки, запятые, крестики и т.п., на которые рекомендуется не обращать внимания. Каждая стереопара содержит 20 пар чисел (5 строчек по 4 цифры в строке). После проверки правильности наложения изображений (испытуемый должен видеть в центре изображения одну не раздвоенную красную точку) проводится собственно тестирование. Испытуемый должен смотреть двумя глазами, не прищуриваясь, пока красные точки в центре не сольются в одну. Обычно у 95% испытуемых с небольшим отклонением в расстоянии между глазами от стандарта точки сливаются сразу, с первого раза. Испытуемый читает слева направо верхнюю строчку, затем вторую, и так до самого низа таблицы; а экспериментатор в это время делает записи под диктовку. Если испытуемый видит сразу две цифры одновременно, просвечивающие друг через друга, он называет вслух только одну из них -ту, которая лучше видна. В эксперименте очень важна первая реакция. Работа должна идти в быстром темпе, испытуемый должен называть примерно по цифре в секунду.
