Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА І. МЕТОДОЛОГО - ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Проблема условных знаков в науке и практике обучения 13
1.2. Возможности химической символики в развитии творческой деятельности учащихся средней школы 31
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ I 50
ГЛАВА II. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРИМЕНЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СИМВОЛИКИ КАК СРЕДСТВА ФОРМИРОВАНИЯ ОПЫТА ТВОРЧЕСТВА И РАЗВИТИЯ ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИСЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
2.1. Теоретические и методологические основы развития творческой символической деятельности школьников 51
2.2. Организация поэтапного развития творческой символической деятельности школьников в процессе обучения химии 70
2.3. Система познавательных задач как средство управления процессом поэтапного развития творческой символической деятельности школьников 86
2.4. Поэтапная реализация методической системы развития творческой
символической деятельности школьников 109
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ II 149
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННОЙ МЕТОДИКИ ПОЭТАПНОГО РАЗВИТИЯ ТВОРЧЕСКОЙ СИМВОЛИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ
3.1. Общая характеристика экспериментального исследования 151
3.2.1. Результаты овладения опытом символической деятельности в процессе экспериментального обучения 163
3.2.2. Оценка сформированности умений по оперированию химической символикой 175
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ III 183
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 184
БИБЛИОГРАФИЯ 186
ПРИЛОЖЕНИЯ 208
- Проблема условных знаков в науке и практике обучения
- Теоретические и методологические основы развития творческой символической деятельности школьников
- Общая характеристика экспериментального исследования
Введение к работе
Актуальность исследования.
В Законе Российской Федерации «Об образовании» (от 14 января 1992г.) среди основных положений государственной комиссии провозглашается гуманистический характер образования, а также приоритет развития личности (статья 4).
Важнейший принцип развития российской школы - гуманизация образования, под которой понимают преодоление обезличенности школьного образования, поворот школы к ребенку и интересам. Признание ценности личности и заложенного в ней индивидуального потенциала определяет важность и перспективность разработки основ личностно-ориентированного обучения для реальных условий работы школы. С позиций указанного обучения каждый ребенок рассматривается как уникальная индивидуальность. Главная задача учителя - помочь ребенку как субъекту обучения в саморазвитии.
В настоящее время проблема перехода к личностно-ориентированному обучению имеет огромный общественный резонанс.
«Выпускникам необходимы более сложные приёмы деятельности, умения получать информацию из различных источников, осмысливать и использовать ее в реальных жизненных ситуациях», - говорится в проекте двенадцатилетней образовательной школы /190, с.49 /.
В концепции содержания общего образования опыт творческой деятельности выделен в качестве одного из важнейших компонентов содержания общего образования в целом и отдельных школьных предметов в частности (в том числе - химии).
Анализ современных тенденций развития общества и образования в контурах будующего постиндустриального информационного общества позволяет сделать вывод о том, что образованность и интелект выпускников общеобразовательных школ являются национальным богатством. В разрабатываемой в настоящее время концепции общего
среднего образования отмечается, что в обозримом будующем общество предъявит повышенные требования к духовному миру человека, разносторонности его развития, широте и гибкости квалификации, профессиональной мобильности, творческому уровню работников, их умению решать нестандартные задачи. В проекте двенадцатилетней школы указано: «...главная цель общего образования - формирование творческой личности, как условия социального прогресса общества, исторической преемственности поколений, сохранение и развитие национальной культуры.» /189, с.49/ .
Итак, требование времени - формирование творческой, интеллектуальной, самостоятельно мыслящей личности школьника.
С другой стороны и потенциал современного школьника, существующего в новых интенсивных ритмах жизнедеятельности, стал иным, более значительным.
Элементы творчества присущи любому разумному человеку, который мыслит, воображает, так как его действия практически не повторяются в точности - обязательно будут какие-то свои варианты. В психолого-педагогических и методических исследованиях доказано, что идея гуманизации образования наиболее полноценно реализуется в русле развивающего обучения /88, 89, 109, 141, 143, 145, 147, 148, 171, 230, 231, 233, 266, 267, 272, 273 и др./, операющегося на деятельностный подход. Формирование творческой, интелектуальной, самостоятельно мыслящей личности школьника осуществляется в процессе творческой деятельности.
При обучении химии огромное значение приобретает химический язык, « ... который представлен прежде всего знаками - заместителями другого предмета или явления, используемыми для приёма, хранения, преобразования и передачи информации об этом предмете или явлении». /52, с.5/. Химический язык широко и активно используется на всех этапах обучения предмету и является важным показателем знаний учащихся.
В знаково-символических моделях отражено единство наиболее общих и притом существенных особенностей отражаемой ими действительности с личным опытом человека. Именно такая связь и определяет действенность этих моделей. С этой целью при обучении в школе широко используются схематические записи на доске, плакаты, граф-схемы и т.д.
Особенно велика роль химического языка в развитии мышления учащихся и формировании их творческой деятельности, так как все операции с ним, выполняемые как мысленно, так и практически, являются умственными. Наиболее часто при оперировании им используются анализ, синтез, сравнение, абстрагирование, моделирование и другие логические операции.
Методике изучения химического языка ученые всегда уделяли должное внимание /41, 42, 130, 141-143, 203, 249 и др./. Однако в 20-е -70-е годы XX века преимущественно рассматривались вопросы связанные с изучением и применением химического языка на основе атомно-молекулярного учения и его репродуктивного использованиия для отражения состава и химических свойств веществ. Были также отражены подходы к обучению химическому языку: исторический; семиотический; понятийно-деятельностный; системный. Однако в указанный период времени теоретико-методологические основы изучения и применения химического языка не были достаточно раскрыты. С развитием семиотики, системного и деятельностного подхода, а также теории обучения химии в целом в последние годы усилилось внимание к исследованию теоретических аспектов изучения химического языка: к методологии; методическим подходам; системному рассмотрению и функциональному применению языка науки /80, 81, 130, 141-143. 204, 231, 233, 262 и др./. С развитием психолого-педагогической и методической науки, с внедрением в них системного и деятельностного подхода расширяются исследования, рассматривающие химический язык как системно-семиотический и
полифункциональный объект, как основу средства и метод сознательного овладения понятийно-теоретическими знаниями (исследования Н.Е. Кузнецовой и ее школы). Накопившиеся в философии, психологии, информационных технологиях и педагогических науках новые данные о большом эвристико-творческом потенциале знаков науки /65, 66, 88, 235, 243 и др./ дают основание для более активного использования химической символики в процессе развития творческой личности.
В настоящее время, к сожалению, имеются немногочисленные исследования, посвященные развитию творчества при обучении химии. Отдельные аспекты развития творческой деятельности в процессе обучения химии отражены в исследованиях Р.Г. Ивановой, М.В. Зуевой, О.С. Зайцевым, В.П. Гаркуновым, Н.Е. Кузнецовой, И.М. Титовой и др. Наиболее полно система формирования опыта творчества при обучении химии рассматривается в работах П.А. Оржаковского/191-196/. Однако, творческий аспект деятельности учащихся при изучении и применении химической символики в работах названных авторов не раскрывается.
В практике обучения по прежнему отмечается смещение акцента на грамматическую сторону обучения химическому языку в ущерб семантической и функционально-операциональной, его репродуктивное использование. Недостаточное внимание уделяется выработке умений применять символику к решению познавательных задач, не раскрыты возможности символики в поисково- познавательном, эвристическом аспекте, в проблемном подходе к обучению. Целенаправленного и системного развития творческой символической деятельности не осуществляется.
Актуальность и неразработанность именно операционально -продуктивного и индивидуально-личностного аспектов в обучении учащихся языку химии и использовании химической символики для развития творческой деятельности учащихся обусловили выбор темы
данной диссертации: «Химическая символика как средство развития творческой деятельности школьников».
Цель исследования заключена в совершенствовании методики изучения и применения химической символики как активного средства и метода познания основ науки в школе, как условия организации творческой деятельности учащихся.
Объектом исследования выступает процесс развития творческой деятельности школьников при обучении химии.
Предметом исследования являются методическая система применения химической символики как средства формирования опыта творчества и развития творческой символической деятельности (ТСД) учащихся, условия ее реализации.
В соответствии с выделенной целью и предметом исследования была выдвинута гипотеза.
Гипотеза: Большая роль в формировании опыта творчества при-обучении химии принадлежит химической символике и функциональному ее применению. Формирование опыта творческой символической деятельности учащихся и его влияние на повышение качества обучения химии будут обеспечены в том случае, если:
1. будут определены научно обоснованные метолого-теоретические основы развития творческой символической деятельности учащихся средней школы в современном обучении химии;
2.будет смоделирована система развивающего обучения с выделенным в ней символическим компонентом;
3. будет разработана конкретная методика целенаправленного и поэтапного развития творческой символической деятельности учащихся , через соотнесение этой деятельности с теоретическим содержанием школьного курса химии.
Для реализации поставленной цели исследования и для проверки выдвинутой гипотезы необходимо решить следующие задачи:
1. Осуществить анализ философской, психологической, химической и педагогической литературы, на основе которого выявить значение и функции химической символики в научном познании, обучении химии и учебном творчестве, выделить исходные методологические и психолого-дидактические основы ее изучения в школе.
1. Изучить состояние проблемы в методической науке и в школьной практике обучения химии.
1. Уточнить и обосновать значение химической символики для развития творческой деятельности учащихся.
1. Определить пути интенсификации использования химической символики для развития умственных способностей учащихся в курсах неорганической и органической химии.
1. Научно обосновать теоретические основы и смоделировать методическую систему применения химической символики для развития творческой деятельности учащихся.
1. Осуществить педагогический эксперимент по выявлению эффективности предложенной методики использования химической символики для развития творческих способностей учащихся.
Для решения поставленных задач использовалась следующая совокупность методов исследования :
1. Теоретические:
а) анализ и синтез философской, психолого - педагогической и методической литературы по проблеме исследования;
б)теоретико - методический анализ состояния проблемы исследования;
в) разработка методических основ, моделирование и проектирование методической системы поэтапного развития творческой символической деятельности учащихся.
1. Экспериментальные: наблюдение, анкетирование, собеседование-педагогический эксперимент.
1. Методы качественного и количественного анализа экспериментальных данных: компонентный анализ, статистическая обработка полученных данных, методическая интерпретация результатов.
Исследование проводилось в 1994 - 1999 годы и включало три этапа:
Первый (теоретический) этап включал: изучение и анализ состояния проблемы исследования в науке и практике обучения химии; определение цели, задач, гипотезы, исходных методолого - теоретических основ исследования; создание теоретической модели развивающего обучения на основе полифункционального использования химической символики, проектирование методической системы поэтапного развития творческой символической деятельности и определение условий ее реализации.
Второй (экспериментальный) этап включал: организацию и проведение экспериментального исследования эффективности разработанной методической системы развития ТСД учащихся и ее пригодность для современной школы; выявление условий ее практической реализации и влияние на развитие личности школьника.
Третий (корректировочный) этап включал: обобщение и интерпретацию полученных результатов теоретического и экспериментального исследования; внесение корректив в разработанную систему предметного обучения, внедрение результатов исследования в опытно - экспериментальную работу школ. На этом этапе обосновывались теоретические выводы и положения исследования, определялись пути развития исследуемой системы.
Достоверность и обоснованность результатов и выводов исследования обеспечена: их согласованностью с фундаментальными положениями философии, психологии, дидактики и методики обучения химии; многоуровневой методологией исследования; многосторонним качественным и количественным анализом большого фактического материала, полученного в ходе исследования; результатами педагогического
эксперимента; результатами качественной и количественной обработки экспериментальных данных.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования:
1) определена система принципов развивающего обучения на основе полифункционального использования химической символики, в состав которых введены новые для методики обучения химии (операциональной комфортности условных знаков и их конструкции, развивающей коррекции симолическои деятельности, саморазвития и самоорганизации учащихся в творческой символической деятельности) ;
1) разработана модель методики поэтапного развития ТСД на основе взаимосвязи целей и принципов и определены организационно -методические условия ее реализации;
1) обоснована роль химической символики и ее функций для развития ТСД школьников и определена система специфических методов активизации ТСД;
1) впервые предложена конкретная методика поэтапного развития творческой символической деятельности (ТСД) учащихся средней школы.
Практическая значимость исследования состоит в том, что: обоснована и внедрена в работу школ методика развивающего обучения на основе полифункционального использования химической символики, выявлены символические умения, относимые к опыту творчества, и определены механизмы их формирования, сконструирована система познавательных задач для поэтапного развития ТСД школьников.
Внедрение и апробация результатов исследования осуществлялась на 43,46 Герценовских чтениях (г.Санкт - Петербург), 44 Всероссийской научной . конференции (г.Орел), 7 Всероссийском координационном совещании (г.Курск), а также через чтение лекций, проведение семинарских занятий для студентов Орловского государственного университета, выступления на районных и областных заседаниях методических
объединений учителей химии г.Орла и Орловской области, педагогическую деятельность автора в муниципальном лицее №40 и СОШ №29 г. Орла.
На зашиту выносятся:
1. Теоретико-методические основы поэтапного развития творческой деятельности школьников на основе функционально -операционального использования химической символики.
1. Модель и методическая система поэтапного развития ТСД учащихся средних школ и условия их реализации;
1. Позитивные результаты педагогического эксперимента и выводы исследования.
Проблема условных знаков в науке и практике обучения
Для выражения, передачи, восприятия научных знаний используются языки наук-естественные и искусственные. Искусственные языки, к которым относится и химический язык, наиболее удобны для отражения результатов познания в данной области науки.
Язык науки - исторически возникающее из потребностей практики и познания знаковое образование, способное выразить и передать информацию об объекте научного исследования и самой научно-исследовательской деятельности.
Химический язык является одним из основных средств обобщения чувственных данных, полученных в результате наблюдений и химических экспериментов, наглядно-образных представлений о веществах и их применениях. Эти обобщения приводят к образованию различных понятий, в том числе единичных, о конкретных веществах и явлениях, но абстрактно выраженных в терминах и условных знаках науки.
Состояние современной химической науки, ее развитие также связано с обогащением химического языка. «В связи с переходом на качественно новый уровень изучения химических взаимодействий атомов -уровень электронного взаимодействия - отмечает Р.В. Гарковенко, - в современной химии произошли большие изменения. На основании исследования электронных отношений необычайно обогатился язык науки, арсенал используемых ею научных абстракций, понятий, опережающих новые явления и закономерности» /67, с.31/. Успехи органической химии, развитие в ней электронных и пространственных представлений пополнило ее стереохимическими формулами, разного рода знаковыми и образно - символическими моделями, усилило использование комбинированных формул и других символико - графических обозначений.
Развитие квантовой химии, теории химической связи и химических процессов существенно обогатило описательный аппарат науки, вызвало появление новых видов символических обозначений.
Химический язык представляет собой сложную систему, включающую признаки природы, эксперимента, язык слов и предложений, необходимый для описания эмпирических ситуаций, определения понятий, объяснения явлений, интерпретации условных знаков, а также искусственный химический язык, приспособленный выделять существенное, кратко обозначить и точно выразить то, что сложно описать словами, производить с химическими объектами и понятиями умственные действия. Это, так называемый, сугубо «химический язык». Он является важной, но дополнительной частью естественного научного языка химии /154/.
«Химический язык» - это совокупность взаимосвязанных между собой химической терминологии, символики и номенклатуры, правил их составления, преобразования, истолкования и оперирования ими», - такое определение химическому языку дает Н.Е. Кузнецова /154, с.264/.
Химический язык произошел от естественного словесного языка как результат его серьезной переработки и сокращения. Вследствие этого он приобрел ряд достоинств: краткость, однозначность, точность, большие эвристические возможности. Эти особенности химического языка позволяют ему обобщено и экономично выразить важнейшие знания. Он стал мощным средством познания химии, описания его результатов. В то же время химический язык не утратил связи с естественным языком, а стал его вспомогательной частью.
Химический язык позволяет раскрыть многие мировоззренческие вопросы. Безусловно он служит выражению и приумножению химических знаний.
В отличие от языка химической науки, школьный химический язык более упрощен, освобожден от математического аппарата и приспособлен к целям обучения. Изучение основ химии в школе невозможно представить без химического языка. Он широко и активно используется на всех этапах обучения химии и также является важным показателем знаний учащихся. С помощью химического языка передаются и усваиваются химические понятия, законы, осваиваются разнообразные способы познавательной деятельности.
Немаловажную роль химический язык играет в формировании мировоззрения школьника. Например, символически выраженная периодическая система Д.И. Менделеева используется для раскрытия и подтверждения многих законов диалектики, объясняет и предсказывает многие химические факты. Сравнение формул гомологов и констант, отражающих их физические свойства, помогает сформулировать понимание химии как науки о качественных изменениях веществ, происходящих под влиянием изменения их количественного состава. Символика сущности и механизмов реакций, закономерности их протекания с использованием количественных характеристик, глубже раскрывает химические процессы и вскрывают возможности управления ими. Химический язык обзорно раскрывает теоретические знания, помогая осознать прогностические возможности теории и ее роль для развития науки и производства. Политехническая роль языка, дает представление о жизненной необходимости химических знаний для практики, для синтеза таких веществ и материалов, которые не создает природа.
Теоретические и методологические основы развития творческой символической деятельности школьников
Одной из главных задач современной системы школьного образования является подготовка ученика к жизни, которая постоянно ставит его в проблемные ситуации. Поэтому задачей учителя сегодня стало воспитание нестандартно и творчески мыслящего человека, умеющего применить свой фонд знаний в различных жизненных и профессиональных ситуациях. В составе компонентов образования, в том числе химического, - опыт творческой деятельности / 187-190/. В процессе образования стоит задача обучения и стимуляции творческой деятельности учащихся, создания условий для самовыражения творческой личности.
Построение методической системы поэтапного развития творческой деятельности на основе полифункционального использования химической символики опирается на:
а) государственный образовательный стандарт/187, 188, 189/;
б) проект двенадцатилетней средней общеобразовательной школы /190/;
в) концепцию школьного химического образования /208/.
В проекте 12-летней средней общеобразовательной школы говорится о неизбежном насыщении и развитии содержания образовательных курсов средней школы.
«Новому содержанию необходимы более сложные приемы деятельности. Современные информационные технологии требуют формирования интеллектуальных умений, обучения способам и приемам рациональной умственной деятельности ... Выпускник должен обладать умениями получать информацию из различных источников, обрабатывать ее с помощью логических операций и применять в реальных жизненных ситуациях» /190, с.54/.
В философии, психологии, дидактике и методике обучения химии доказано наличие у химической символики большого творческого потенциала/65, 81, 137,138, 140, 141,143,150, 230, 262 и др./.
Необходимость развития творческих способностей учащихся в современной школе и реализация развивающего потенциала химической символики предполагает обоснование методического подхода к формированию умений и навыков продуктивного, продуктивно-творческого и творческого оперирования химической символикой. Прежде всего надо реализовать такие принципы, средства и методы обучения, которые лежат в основе творческой деятельности учащихся в целом и таких условий обучения, которые бы способствовали реализации развивающей функции самой химической символики и развитию творческой символической деятельности (ТСД).
Под творческой символической деятельностью (ТСД) учащихся мы понимаем высший уровень учебно-познавательной деятельности, в основе которой лежит оперирование химической символикой, а результатом является интеллектуальное развитие личности учащихся.
Объектом мыслительного поиска в этом случае являются причинно -следственные связи, закономерности объективной реальности, средством -функциональное оперирование химической символикой, а продуктом ТСД - открытие новых знаний.
Взаимосвязь содержания химической символики с ее операциональной и развивающей сторонами является важным фактором развития творческого мышления учащихся по пути мыслительной активности, мыслительной самостоятельности, рефлексии. Ее можно отразить следующей схемой:
Общая характеристика экспериментального исследования
Параллельно с проведением теоретического исследования нами осуществлялось и экспериментальное. Оно ставило задачу проверки эффективности разработанной методики поэтапного развития творческой символической деятельности учащихся, установления ее влияния на качество их знаний и предметных умений, на формирование и развитие опыта символической творческой деятельности.
Данные констатирующего эксперимента, проведенного нами в школах г.Орла и Орловской области позволили сделать вывод о том, что роль химической символики в развитии творческой деятельности и мышления учащихся недооценивается.
Анализ контрольных работ и ответов учащихся показал, что большие трудности учащиеся испытывают в раскрытии смысла символических обозначений (52%), слабо сформированы умения прогнозировать состав, строение и свойства веществ на основе периодической системы (56%), осуществлять символическое моделирование химических реакций на основе ряда напряжений (55%). Проведенные собеседования и анализ контрольных работ учащихся выпускных классов показали, что: могут установить и объяснить взаимосвязи между составом, строением и свойствами веществ - 54%, сравнить с помощью символико-графических обозначений структурную организацию веществ разного строения - 35%, прогнозируют протекание реакций на основе изученных закономерностей -42%, из них только 31% может дать разностороннюю характеристику предложенной реакции, устанавливают причинно-следственные связи на основе символических обозначений - 27%.
Для выявления того, как учащиеся понимают значение знаков химической символики, для установления их познавательных интересов к языку науки, а также трудностей, которые испытывают учащиеся при его применении, было проведено анкетирование учащихся (Приложение 1). Анализ анкет показал, что все без исключения учащиеся отводят символике важную роль в познании химии, но при этом обнаруживают невысокий интерес к изучению химического языка. Так, интерес к составлению формул и уравнений проявили лишь 7% учащихся 8 классов, 16% - 9 классов, 22% - 10 классов, 31% - 11 классов, к объяснению символических обозначений и раскрытию их смысла соответственно - 4, 13, 21, 22% - 8-11 классов, тогда как интерес к химическому эксперименту весьма высок - 84% учащихся 8 классов, 53% - 9 классов, 47% - 10 классов, 48% - 11 классов называют его в числе факторов, вызывающих интерес к предмету.
В то же время учащиеся осознают прогностическую силу и развивающий потенциал химической символики. Так на возможность охарактеризовать вещество по его формуле указали соответственно 41, 48, 52, 61% учащихся 8-11 классов; на возможность предсказать направление и особенности протекания химической реакции по ее уравнению указали соответственно 46, 55, 75% учащихся 9-11 классов. На трудности при запоминании знаков химических элементов указали - 38% учащихся 8 классов, на трудности при написании уравнений химических реакций указали соответственно 70 и 65% учащихся 8 и 9 классов, эти трудности вызывают: 36 и 23% - составление формул веществ, 34 и 42% - расстановка коэффициентов. Учащиеся старших классов (9,10,11) называют как наиболее сложные умения оперировать символикой электронного уровня.
