Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Психолого-педагогические основы использования взаимосвязи образного и логического мышления на уроках химии
1.1. Значение образного мышления в обучении химии 13
1.2. Структура и механизмы образного мышления. Формирование образных представлений 33
1.3. Особенности восприятия химии подростками 50
Выводы по главе 1 68
ГЛАВА 2. Формирование познавательных образов на уроках химии на примере первоначальных химических понятий
2.1. Методические основы формирования и использования взаимосвязи образных и логических компонентов мышления на уроках химии 71
2.2. Использования взаимосвязи образного и логического мышления в процессе формирования первоначальных химических понятий 82
2.3. Методика формирования первоначальных химических понятий на основе создания их познавательных образов 93
Выводы по главе 2 108
ГЛАВА 3. Исследование эффективности методики, основанной на использовании взаимосвязи образного и логического мышления в процессе формирования первоначальных химических понятий
3.1. Методика экспериментального исследования ПО
3.2. Анализ результатов экспериментального исследования на формирующем этапе 123
Выводы по главе 3 132
Заключение 133
Литература 136
Приложение 159
- Структура и механизмы образного мышления. Формирование образных представлений
- Использования взаимосвязи образного и логического мышления в процессе формирования первоначальных химических понятий
- Методика формирования первоначальных химических понятий на основе создания их познавательных образов
- Анализ результатов экспериментального исследования на формирующем этапе
Введение к работе
Наиболее актуальными задачами современной школы являются развитие умственных способностей учащихся в процессе усвоения знаний и обеспечение условий для развития личности школьников с учетом их возрастных и индивидуальных способностей. Основная цель модернизации образования, выражающаяся в обновлении структуры и содержания образования, состоит в создании условий для более эффективного развития личности школьников, для увеличения возможностей удовлетворения индивидуальных запросов обучающихся.
Нарастающее неблагополучие в области воспитания и образования детей сегодня ощущается всеми. Прогрессирующее осложнение ситуации в образовании вызвано не только "информационным взрывом", а также тем, что обострился экономический, экологический и другие кризисы и другими стали дети, но и тем, что при этом не изменились программы и методы обучения. Необходимо ясное признание того факта, что сложившееся содержание школьного образования при данных методах обучения является недоступным для части учащихся и во многих случаях оказывается невостребованным в актуальной и "послешкольной" жизни учащихся. В реальной учебной практике мы наблюдаем нарастающее противоречие между содержанием, формами и методами процесса обучения и детскими личностными смыслами. Расхождение между целевыми ориентирами школы и потребностями учащихся ведёт к увеличению доли тех, кто учится по необходимости. Так в 2001 г. доля таких учащихся составляла всего 5%, а в 2007 г. - уже 27%. С интересом ко всем предметам учились лишь 8% опрошенных. Несмотря на все усилия, число "проблемных" (в частности неуспевающих) детей растёт, так как растёт несоответствие, разрыв между психологическими особенностями, которые свойственны детям, и теми требованиями, которые школа предъявляет к их психологическим характеристикам (260). Возникает реальная угроза отчуждения от школы значительной части учащихся (132).
Традиционные методики обучения часто выступает фактором, препятствующим формированию высокого уровня мотивации учебной деятельности учащихся. В таких условиях знания, полученные учащимися, пользуясь терминологией В. П. Зинченко (91), являются «мертвыми» знаниями. На это указывают в своих работах ряд ученых (25, 134, 231 и др.).
Полноценное развитие личности неуклонно нас приводит к необходимости учета в образовательном процессе всех особенностей психического развития учащихся, построения учебного процесса сообразно детской природе, в противном случае это приведет к торможению каких-либо психических процессов, к угасанию индивидуальных способностей учащихся, к деформации личности ребенка. В психолого-педагогических исследованиях отечественных педагогов и психологов (46, 52, 67, 68, 87, 105, 106, ПО, 218, 219, 254 и др.) излагаются основные идеи развивающего обучения.
Л. С. Выготским была выдвинута гипотеза, что развивающий эффект обучения определяется усвоением связной системы понятий, отражающих сущность явлений действительности и что формирование в голове ученика научного понятия есть процесс, проходящий через ряд стадий и осуществляющийся в сотрудничестве с учителем, который выступает носителем формируемых понятий и их системы (254). Для формирования у ребёнка понятия нужно построить у него адекватную деятельность. Весь вопрос в том, как она должна строиться (68)? В настоящее время система развивающего обучения реализована применительно лишь к начальному образованию, перенести её в старшие классы пока ещё только пытаются (244).
Но есть и другая немаловажная причина негармоничного развития психики - это противопоставление логического, рационального, эмоционально-образному способу познания действительности.
Существует мнение, что развитие наглядно-действенного мышления важно в дошкольном возрасте, а наглядно-образного - в младшем школьном. Соответственно, работая со школьниками старшего и среднего звена, педагоги уделяют внимание развитию вербально-логического мышления как ведущего типа мышления в этом возрасте и фактически игнорируют остальные типы. Среднее образование у нас почти целиком построено на развитии именно формально-логического мышления, способности формировать однозначный контекст. Компьютеризация пока в основном продолжает эту тенденцию.
Вместе с тем в реальном процессе мышления (усвоении знаний) одновременно присутствуют (и реально функционируют) как «образные», так и «понятийные» компоненты, причем это не самостоятельные компоненты (хотя их специфика очевидна), а единый процесс протекания мыслительных действий. Работами крупнейших педагогов и психологов XX века доказано, что абстрактное и образное мышление неотделимы друг от друга (37). Малейшее их рассогласование с неизбежностью приводит к искажению формирования научных знаний, их использования. Провозгласив приоритетным индивидуальный подход к каждому ученику, нельзя ориентироваться в обучении только на один тип мышления.
Особенности межполушарных отношений не связаны с уровнем общего интеллектуального развития познавательных способностей, но обусловливают их качественное своеобразие. Экспериментальное психофизиологическое исследование дало возможность обнаружить, что невербальная сфера, в большей степени природно обусловленная, остаётся нераскрытой в традиционной системе образования (108). Эта сфера познавательных способностей, трудно распознаваемая педагогами, представляет собой резерв повышения эффективности обучения.
В последние годы всё чаще ставится вопрос о переоценке роли вербальных компонентов и недооценке невербальных компонентов способностей в процессе современного школьного обучения (108, ПО, 160,
216). Проделанный за последние десятилетия анализ и вытекающие из него выводы психологов и психофизиологов, касающиеся деформации в развитии функций - главным образом, логической (левополушарной) за счет образной (правополушарной), - заслуживают самого внимательного отношения со стороны педагогической психологии и непосредственного учета при построении любых программ обучения. Практика и научные исследования в области педагогической психологии свидетельствуют о том, что недостаточное использование невербальной, наглядно-образной сферы существенно снижает эффективность обучения, препятствуя максимальному раскрытию творческих способностей каждого ученика (13, 105, ПО). Без адекватного отношения школы, учителей к данной проблеме многие школьники обречены на дезадаптацию, на формирование "выученной беспомощности" (отказ от поиска в тех или иных проблемных ситуациях) (89). Люди, не выработавшие способность к образному мышлению, нередко предпочитают выполнять механическую работу, им чуждо стремление к творчеству. Основа такой беды закладывается в детстве, в школьные годы.
Данные современной педагогической психологии также позволяют утверждать, что успешно обучаться в школе способен каждый психически здоровый ребёнок. Для этого необходима только учебная технология, которая обеспечивала бы развитие целостного мышления. Под целостным мышлением понимается совокупность методов логического, наглядно-действенного, наглядно-образного и образного мышления, т. е. совокупную работу двух полушарий мозга. Целостное мышление опирается не только на логические операции, но не меньшее внимание уделяет развитию воображения, образности мышления, интуиции. Отсюда ясно, как важно чтобы оба нужных человеку типа мышления развивались гармонично, чтобы образное мышление не оказалось скованным рассудочностью. Развитие образного мышления наряду с логическим должно стать и целью и средством обучения.
В современной отечественной общеобразовательной школе большое внимание уделяется интеллектуальному развитию ребенка посредством химии. Существенная роль отводится формированию мышления учащегося, в том числе и химического мышления, должного обеспечивать ориентацию в теоретическом и практическом пространстве, эффективное усвоение знаний, овладение разнообразными видами деятельности. Однако, неплохо обеспечивая репродуктивный уровень мышления и деятельности, общеобразовательная школа, тем не менее, не обеспечивает становления более сложных уровней развития, востребованных в современном обществе - способности самостоятельно разрешать нестандартную ситуацию, думать и действовать самостоятельно, что и подразумевается под понятием "компетентность". Химия в понимании учащихся - наука о формулах и уравнениях, конструирование которых не связано с реальной действительностью. В школе учителя обычно уделяют большое внимание развитию понятийного, словесно-логического мышления в ущерб другому, не менее важному компоненту мышления -невербальному (образному). В результате большинство учеников не представляют то, о чём они говорят или пишут на уроках химии. Это создаёт большие трудности: учащиеся усваивают химию формально, в виде словесных или знаковых выражений, за которыми не стоят образы реальных явлений.
Химический материал представляет большие возможности для формирования не только логического, но и наглядно-действенного, наглядно-образного и теоретического образного мышления. Идея использования не только логического мышления в процессе обучения химии не нова. Существует немало методических рекомендаций, в которых предлагается более широко использовать наглядность, говорится о необходимости красочного, эмоционального изложения материала. Чаще всего это уроки-КВН, разнообразные конкурсы, викторины, деловые игры и т. п. Однако проблемы развития и использования образного мышления учащихся в его взаимосвязи с логическим мышлением в процессе обучения химии практически не рассматривается, появляются только отдельные небольшие статьи по этому поводу. Специальных научных изысканий по проблемам формирования химических понятий на основе взаимосвязи образного и логического мышления подростков химическими средствами обучения до настоящего времени проводилось очень мало.
Следовательно, существует противоречие, нуждающееся в конструктивном разрешении: между необходимостью целенаправленного использования наряду с логическим образного мышления и отсутствием обобщенной, разработанной и реализованной на практике совокупности химических средств обучения, учитывающей эту взаимосвязь при формировании химических понятий. Данное противоречие и определило актуальность нашего исследования.
Проблемой исследования является выявление психолого-педагогических и методических условий, эффективно способствующих формированию химических понятий на основе не только логического, но и образного мышления подростков. Цель исследования состоит в изучении функционирования образного мышления восьмиклассников в процессе формирования первоначальных химических понятий и разработке методики, учитывающей взаимосвязь образных и логических компонентов мышления. Объектом исследования является процесс обучения химии учащихся 8-х классов общеобразовательной школы. В качестве предмета исследования выступает методика формирования первоначальных химических понятий на основе и логического и образного мышления подростков.
В основу исследования положена следующая гипотеза: целенаправленное и систематическое использование наряду с логическим образного мышления в процессе обучения химии в 8 классе оптимизирует данный процесс, способствует активизации познавательных интереса и деятельности учащихся, позволяет формировать у них осознанные знания.
В соответствии с целью и гипотезой исследования были поставлены и решались следующие задачи:
1) на основе анализа психолого-педагогической и методической литературы выявить уровень состояния проблемы, роль образного мышления в процессе формирования химических понятий;
2) создать обоснованную научно-теоретическую концепцию формирования химических понятий на основе целостного мышления (логического и образного);
3) предложить способ введения новых понятий с опорой на образы и разработать методику формирования химических понятий на основе разработанной концепции при изучении темы "Первоначальные химические понятия";
4) экспериментально проверить эффективность разработанной методики. Теоретико-методологической базой исследования явились: основные положения теории личностно-развивающего обучения Л.И. Божович, Е.В. Бондаревской, В.В. Давыдова, Е.Н. Кабановой-Меллер, З.И. Калмыковой, . Д.Б. Эльконина; теории формирования психических процессов личности Б.Г. Ананьева, А.В. Брушлинского, А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, Ж. Пиаже; психолого-педагогические концепции образного' мышления Л.М. Веккера, В.П. Зинченко, И.С. Якиманской; теории поэтапного формирования умственных действий П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной; психолого-педагогические вопросы процесса обучения психологов Е.М. Борисовой, Л.С. Выготского, Ж. Годфруа, И.В. Дубровиной, Л.В. Занкова, B.C. Ротенберга, Н.Г. Салминой; дидактика и методика Л.М. Кузнецовой, Н.Е. Кузнецовой, Н.А. Резник, Г.И. Щукиной, Г.М. Чернобельской и т.д.
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования: теоретические (изучение психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; дидактическое моделирование, теоретическое обобщение); эмпирические (целенаправленное наблюдение, анкетирование, тестирование, педагогическое исследование, графические способы представления результатов исследования).
Исследование осуществлялось в три этапа (в период с 2002 по 2009 гг.).
1 этап — констатирующий - включал анализ психолого-педагогической и методической литературы с целью выделения особенностей мышления в образах и механизмов их проявления в процессе изучения химического материала. Сформулированы общие требования к методике формирования химических понятий в 8-х классах с опорой на взаимосвязь образного и логического мышления учащихся. Проведено констатирующее исследование для выяснения состояния вопроса о путях и средствах формирования содержательных знаний и познавательного интереса к химии. Поставлены цели и задачи исследования, сформулирована рабочая гипотеза.
2 этап - поисковый - осуществлялся отбор способов, позитивно влияющих, на формирование и использование в обучении образного мышления учащихся. В результате была разработана методика формирования первоначальных химических понятий, основанная на создании познавательных образов химических понятий и учитывающая особенности мышления всех подростков.
На 3 этапе осуществлялась экспериментальная проверка с целью выявления эффективности предложенной методики. Была проведена качественная и количественная обработка полученных данных, интерпретация и анализ результатов. Сформулированы выводы, практические рекомендации.
Педагогическое исследование было организовано на базе восьмых классов МОУ Воротынская СОШ Воротынского района Нижегородской области: 5 классов на констатирующем этапе, 4 класса на поисковом этапе, 4 класса на формирующем этапе. К исследованию на констатирующем этапе было привлечено 109 учащихся из 4 школ Воротынского района
Нижегоодской области. Всего обучающим экспериментом было охвачено 87 учащихся, диагностическим - 195.
Научная новизна проведённого исследования заключается в следующем: разработана научная концепция формирования химических понятий с опорой на взаимосвязь образного и понятийного мышления, на основе которой построена модель и методика преподавания первоначальных химических понятий.
Теоретическая значимость исследования состоит в теоретическом обосновании концепции формирования химических понятий на основе последовательного создания их познавательных образов: зрительного, вербального и знакового.
Практическая значимость работы: разработаны методические рекомендации и дидактические материалы по теме "Первоначальные химические понятия", приведены конспекты уроков на основе предложенной методике; опубликованные в методических изданиях результаты исследований делают разработанную методику достоянием широкого круга учителей.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Успешное формирование химических понятий происходит при соблюдении в процессе обучения следующей последовательности: химический эксперимент —* моделирование —+ создание зрительного мысленного образа объекта —> вербальный образ объекта —> знаковая модель объекта.
2. Использование взаимосвязи образного и логического мышления в процессе формирования первоначальных химических понятий способствует развитию мышления учащихся и их мотивации к предмету.
Апробация, практическое внедрение и проверка эффективности предлагаемой методики осуществлялись на базе МОУ Воротынская средняя общеобразовательная школа, а также через публикацию статей и тезисов докладов. Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на: 52 и 53 Всероссийских научно-практических конференциях химиков с международным участием по актуальным проблемам модернизации химического образования и развития химических наук (Санкт-Петербург, 2005, 2006); II Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития химического образования» (Челябинск, 2006); конференциях «Актуальные проблемы химии и методики ее преподавания» (Нижний Новгород, 2006, 2009); Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы химического образования» (Нижний Новгород, 2008).
Методические находки и рекомендации данного диссертационного исследования обсуждались в ходе работы методического объединения учителей химии Воротынского района Нижегородской области в период с 2005 по 2009 гг. Опубликовано 7 работ, в которых раскрыты основные идеи диссертации.
Работа выполнена на кафедре неорганической химии Нижегородского государственного педагогического университета.
Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 134 страницах машинописного текста, состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы из 264 наименований и 8 приложений. Содержит 8 таблиц, 4 схемы, 14 рисунков. Общий объём диссертации составляет 179 страниц.
Структура и механизмы образного мышления. Формирование образных представлений
Основной структурной единицей образного мышления является образ, отражающий пространственные характеристики воспринимаемого объекта, фиксирующий результаты мыслительного процесса. Мышление в образах представляет собой сложный психический процесс преобразования чувственной информации, её понятийная обработка и мысленное преобразование. Образ функционирует в мышлении не сам по себе, а в сложной структуре этой деятельности выполняет особую функцию - планирующую, прогнозирующую, корригирующую, обеспечивающую не только восприятие заданного, но и порождение нового — неизвестного ранее или не существующего вообще.
Образ - это картина. В этом суть теории образа (134). Мышление образами, как первый этап оценки ситуации, позволяет составить относительно полное представление о предмете путем мысленного сравнения с "изначальным" образом, который есть "осадок в памяти" (256). Это соответствует представлению, что слова обрабатываются последовательно, тогда как картинки параллельно, "сразу целиком" (263), т.е. типичный для определенного явления внешний вид может восприниматься в виде единого целого, тогда как роль субъективных и объективных признаков подвергается последовательному анализу в процессе рассуждения и аргументации.
В настоящее время в науке нет единого подхода к пониманию природы, структуры, классификации, механизмов возникновения образов, научно обоснованных технологий создания образов, оперирования ими, управления образными явлениями. В психологии мало изучены разновидности образного мышления, формирующиеся под влиянием разных систем знаний, методов познания, условия развития образного мышления. В онтогенезе идет сложный и противоречивый процесс формирования умственных образов, представляющих собою единство общего, особенного и единичного. Умственное развитие не представляет собой прямую линию восхождения от конкретного (чувственного, эмпирического) к абстрактному (теоретическому, понятийному), а есть движение по спирали, в котором одновременно представлены прогресс и регресс, эволюция и инволюция. Например, в процессе мышления какое-либо абстрактное понятие может породить чувственный образ, который, в свою очередь, послужит основой для осуществления некоторой мыслительной операции и дальнейшего порождения новых образов, категорий, вербальных схем, идей и т.д.
Эффективное развитие личности возможно только в процессе овладения окружающей действительностью, опытом предшествующих поколений, собственным опытом. Это возможно только через активную деятельность (88, 135, 197, 254 и др.). Деятельность всегда направлена на преобразование того или иного предмета окружающей действительности (133). При этом предмет деятельности выступает двояко: первично - в своём независимом существовании, вторично - как образ предмета. Мышление также не может быть беспредметным, чисто абстрактным - оно нуждается в опоре на конкретные образы. Так усвоение научных понятий осуществляется не просто на основе интериоризации (перехода извне внутрь) общественно выработанного значения, а через опредмечивание этого значения путем включения его в опыт субъекта.
В ходе интериоризации реальное действие с объектом замещается представлением его с помощью символических средств, таких как отсроченная имитация, рисунок, умственный образ и речь (177). На этой основе был теоретически обоснован и проверен метод формирующего эксперимента, позволяющий путем построения системы перцептивных действий создавать у ребенка младшего возраста умственные образы с заранее заданными свойствами (88, 92, 94, 178 и др.). Этой цели в значительной мере отвечает и теория поэтапного формирования умственных действий и понятий, обеспечивающая создание образа, ориентирующего ребенка в широких областях предметной действительности (52). Деятельностная теория, заложенная трудами П. Я. Гальперина в начале 50-х годов XX столетия и прошедшая серьёзную проверку практикой в начальной школе, основывается на трёх фундаментальных принципах (217): 1 принцип. Психика - это не просто система образов, но и система действий. 2 принцип. Образы, как чувственные, так и понятийные, занимают структурное место в деятельности субъекта. Действия являются средством формирования и образов, и понятий. Ни один образ не может быть ни сформирован, ни восстановлен, ни использован без соответствующего действия субъекта. Одно и то же по содержанию действие может быть усвоено по-разному: в материализованной форме (непосредственные действия с предметами, моделирование), в перцептивной форме (только фиксируя предметы взором), во внешнеречевой форме (рассуждая вслух), а также в умственной форме (действуя в уме) (217, с. 99). 3 принцип. Развитие человека пошло не путём развёртывания наследственного опыта, а путём усвоения внешнего, общественного опыта, закреплённого в книгах, в языке и т.д. Интересной в этой связи является попытка моделирования системы умственных действий через построение ориентировочной основы в целях создания образов (53, 67, 195, 200). Различают образы художественные, эйдетические, рекламные, познавательные, научно-познавательные и т.д. В процессе обучения химии наиболее значимы два последних вида. Познавательный (когнитивный) образ есть результат процесса познания, субъективный образ действительности. Воспринятая органами чувств информация, перекодируясь, порождает познавательный образ, в котором инвариантом являются существенные свойства, характеризующие данный объект. Рассмотрим последовательность создания познавательного образа.
Использования взаимосвязи образного и логического мышления в процессе формирования первоначальных химических понятий
Начальный этап обучения химии характеризуется рядом особенностей, препятствующих полному отражению всех ведущих идей учебного предмета в содержании обучения. Учащиеся обладают небольшим объемом разрозненных знаний естественнонаучного характера, полученных в предыдущие годы обучения, у большинства не сформирована способность действовать в уме, они еще не умеют действовать с знаково-символическими "заместителями". Необходимо создать некоторый фундамент для начала интенсивного и достаточно глубокого изучения систематического курса химии: познакомить с веществами, их свойствами и превращениями, с началами химического эксперимента, с методами исследования веществ, ведением записей и т. п.
Подготавливает учащихся к изучению серьёзного учебного предмета тема "Первоначальные химические понятия", которая, по сути, является пропедевтической.
Изучение химии начинается в 8 классе, когда подросток имеет ещё достаточно сильный познавательный интерес, но не обладает развитым абстрактно-логическим мышлением. Однако на всех предыдущих этапах его онтогенетического развития и школьного обучения у него развивалось и использовалось образное мышление: наглядно-практическое и наглядно-образное. Поэтому лучше всего восьмиклассниками воспринимается не логика учебного материала, а его "образ", собственное впечатление от самостоятельной деятельности, например, даже проведение простейших химических реакций вызывает самый искренний восторг (80, с. 24).
Первые познавательные образы, которые должны сформироваться у учеников - это представления о веществе, химической реакции и химическом элементе, без которых невозможно изучение химии. Формируются эти представления на основе атомно-молекулярного учения, имеющего опору в курсе физики. В процессе целенаправленного формирования образов, как было описано в гл. 1, будет развиваться и логическое (абстрактное) мышление.
Самый первый этап в формировании образа вещества - это непосредственное его наблюдение и различные действия с ним в процессе выполнения фронтальных лабораторных работ (предварительный анализ реального объекта). В реальной жизни ребёнок никогда не держал чистых веществ в руках, поэтому лучше, если это будут знакомые школьнику вещества: вода, железо, сахар, сода, соль (145). В этом случае используется наглядно-действенное мышление.
Однако наблюдение, химический эксперимент позволяют показать лишь внешние проявления свойств веществ. Их объяснение требует создание наглядного образа через операции моделирования. Из курса физики у учеников уже имеются представления о том, что такое вещество и из чего оно состоит. Требуется актуализация этих представлений через использование моделей атомов. Из моделей атомов далее составляются модели молекул простых и сложных веществ, а из молекул моделируются сами вещества. На этих же моделях происходит знакомство с такими новыми понятиями как "химический элемент" и "химическая реакция". На этом этапе, когда у учеников практически нет никаких знаний о химических объектах, а вся химическая терминология требует психологического привыкания, использование известных ученикам аналогий упрощает процесс создания наглядного познавательного образа. Например, атомы - это кубики, а весь мир - это химический конструктор. В процессе моделирования на основе наглядно-действенного мышления у учеников складываются визуальные представления о - химических элементах; - простых и сложных веществах; - химических формулах веществ; - веществах молекулярного и немолекулярного строения; - агрегатных состояниях веществ; - физических и химических явлениях; - признаках химических реакций. Созданные в процессе планомерно осуществлённой ориентировочно исследовательской перцептивной деятельности и моделирования мысленные визуальные образы для сохранения их в долговременной памяти необходимо зафиксировать. Мы для этого предлагаем использовать информационные визуальные схемы, которые создаются учителем совместно с учениками на основе чувственного восприятия посредством лабораторного (демонстрационного) эксперимента и (или) моделирования. Информационная визуальная схема использует три языка знаковой информации (рисунок, текст и формулу), что позволяет быстро ориентироваться в её содержании всем ученикам - и с преимущественно образным, и с преимущественно логическим мышлением. На её основе создаётся зрительный не загромождённый излишними деталями образ объекта (явления), которым в дальнейшем можно руководствоваться при описании (создании вербального образа) или преобразовании конкретного объекта исследования. В этом состоит дидактическое назначение информационных схем. Данные схемы характеризуются содержательной насыщенностью, соединением различных средств представления учебной информации, отделением главного от второстепенного, лёгкостью воспроизведения.
В качестве примера рассмотрим информационную схему "Составление формул бинарных соединений" (рис. 2). В ней наглядно отражены следующие понятия и явления: определение валентности по ПСХЭ, валентность элементов, суммарная валентность атомов одного химического элемента, индекс, формула вещества. На основе этой схемы формируется образ химической формулы бинарного соединения, с её помощью можно составлять формулы этих веществ. В дальнейшем на основе созданного познавательного образа можно будет составлять формулы других сложных веществ (оснований, солей).
Методика формирования первоначальных химических понятий на основе создания их познавательных образов
Для запоминания необходимо при ознакомлении учащихся с новым материалом выделять основные термины, фразы и правила, которые ученики должны запомнить к следующему уроку. Остальной материал пересказывается в произвольной форме. Если не выделять материал для запоминания, то обычно наблюдаются две ситуации. Первая - дети запоминают всё подряд (так как выделить главное могут лишь немногие), это занимает много времени и вызывает перегрузку учащихся со всеми её последствиями. Вторая - ученики совсем перестают готовиться к уроку и запускают материал. Последнее встречается гораздо чаще (32, с. 10- 11).
Поэтому полученная в результате наблюдения и моделирования и зафиксированная в информационной схеме информация о веществах, их свойствах и превращениях формулируется в виде некоторых суждений, которые необходимо ученикам запомнить и уметь воспроизводить в устной речи. Учитель на данном этапе может проконтролировать правильность, адекватность сформированного у учеников образа, скорректировать его по мере надобности.
Осмысленное становится знанием ученика только тогда, когда он свободно владеет им и в состоянии четко и правильно его воспроизвести (234, с. 19). Речь - необходимое условие для развития мысли и овладения новым знанием. Развитая речь, умение выражать мысли своими словами содействует овладению учебным материалом. Сами подростки при этом особое значение придают развитию собственной речи - ведь речь во многом определяет успех в общении, а именно общение является основой внутреннего интереса в подростковом возрасте (156).
На этой основе начинает развиваться понятийное мышление, которое характеризуется формированием обобщенных значений слов и активным привлечением всей системы обратимых мыслительных операций. В понятиях выделяются частные и общие признаки, в итоге мышление приобретает индуктивно-дедуктивный характер. Речь является не только формой, но и орудием мышления. Выражая мысли в развернутой словесной форме, мы способствуем успеху мыслительной деятельности. Речь помогает мыслить. Необходимость выразить мысль словами, сообщить ее другому часто требует дополнительного, тщательного продумывания ее. В этих случаях мы замечаем, что кое-что из того, что нам казалось уже ясным, понятным, нуждается в уточнении, в более глубоком и основательном обдумывании. Подбор слов и выражений, необходимых для сообщения, побуждает вдумываться в детали мысли, иногда даже в тончайшие оттенки ее содержания. Знание о том, что мышление представляет собой перевод с языка символов на язык образов и обратно, служит еще одним резервом развития продуктивного мышления.
В результате к мысленным образам химических объектов добавляется их вербальный образ. Вербальный образ объекта обладает следующими характеристиками (по Власову П. К.) (40): Целостностью - люди склонны воспринимать объект целиком. Дифференцированностью - образ состоит из определённых понятий, которые наделены тем или иным содержанием. Чем больше понятий, тем более точно субъект определяет объект. Связностью - понятия в образе упорядочены, имеют систему и связи. Адекватностью - образ объекта в той или иной степени соответствует реальному объекту. При введении нового понятия учащиеся могут не бояться недостаточно точно и грамотно описывать его существенные особенности. Основная задача в этот период - узнать, соотнести термин и образ. И только приобретя достаточный навык в опознании, привыкнув к отдельным терминам, учащиеся будут обязаны дать точное определение (191). При изучении химии должен постоянно присутствовать переход от образных представлений к логико-вербальным (11, с. 255). Переход к мышлению в понятиях, в свою очередь, более углубленно и всесторонне отражает взаимосвязи между явлениями действительности. От устной химической речи гораздо легче перейти к письменной химической речи, ведь "слово первоначально есть символ" (186, с. 7). Дальнейшее развитие понятий о веществах и их превращениях требует более высокой степени абстрактности и, следовательно, введения химической символики, так как одной из важнейших сторон абстрактного мышления является умение переводить информацию о реальных объектах в символы и способность действовать ими в уме., Только на этом заключительном этапе формирования научного понятия следует вводить упражнения по выработке навыков использования химической символики (составление химических формул или уравнений). Таким образом, основой нашей методики является создание познавательных образов изучаемых понятий или явлений, имеющих законченный вербально-визуально-знаковый вид. В дидактических материалах познавательные образы представлены в виде информационных схем, в которых "схвачена" сущность учебного материала и которые являются визуальной опорой, наполненной исчерпывающей информацией, расположенной в алгоритмическом порядке. В них наглядно зафиксированы наиболее характерные признаки изучаемых понятий при помощи трёх языков знаковой информации (рисунка, текста и формулы). Информационные схемы являются смысловыми структурами, которые рассчитаны на активную внутреннюю работу как образного, так и логико-вербального (понятийного) мышления. Последовательно организуя операции создания зрительных образов учебной информации, мы не только вовлекаем в процесс обучения образное мышление, но и формируем его. При этом формируются некоторые специальные особенности, которые у способных детей образуются часто непроизвольно, спонтанно. Новым в предлагаемой методике является акцент на образ, установка на быструю зрительную ассоциацию с абстрактным понятием, предшествующую словесному описанию.
Анализ результатов экспериментального исследования на формирующем этапе
Первоначально разработанная методика представляла собой поэтапное формирование химических понятий, согласно которой формирование химических понятий должно происходить в следующем направлении: химический эксперимент или наблюдение за реальными объектами — создание мысленного образа объекта — вербальный образ — знаковая модель.
Главный акцент был сделан на первоначальное применение химического эксперимента, так как ничто не может быть включено в мысль, не пройдя сначала через наши чувства и, особенно, через двигательную активность (55, с. 366 - 367). Действия с химической символикой переносились на более поздние сроки изучения химии, после формирования химической речи. Никаких специальных приёмов по созданию мысленных образов химических объектов предложено не было. Предполагалось, что постоянное использование эксперимента в процессе обучения позволит задействовать образное мышление, что и приведёт к созданию мысленного образа изучаемого химического объекта. В исследовании на поисковом этапе приняло участие 86 восьмиклассников из Воротынской средней школы. Результаты опроса представлены в таблицах 6-7 для трёх групп учащихся, различающихся типом мышления. Для всех учащихся наблюдалась положительная динамика в их отношении к химии (см. рис. 10), особенно резко возрос интерес к предмету. Для учеников с преобладающим образным и образно-логическим типами мышления значительно снизилось количество учеников, изучающих химию только ради оценки, и увеличилась доля учеников, получающих удовлетворение от процесса изучения химии. Всё это говорит о возросшей мотивации учеников к изучению химии, что подтвердилось и результатами, полученными на основе методики диагностики мотивации учения и эмоционального отношения к учению (прил. 3) (150), при помощи которой выявлялся уровень мотивации учащихся к изучению химии (см. рис. 11).
Изменения в ответах на вопрос, что же вызывает наибольшую трудность в изучении химии (рис. 12), говорит о большей сформированности у восьмиклассников, обучавшихся по новой методике, химического мышления.
Значительное сокращение разрыва в количестве учащихся, затрудняющихся в выполнении различных заданий, и считающих изучаемые теоретические вопросы трудными, позволяет говорить о возросшей осознанности и осмысленности знаний учащихся, что и разрешает им ориентироваться в предложенных заданиях и применять полученные знания. Несколько уменьшилась доля учащихся, считающих химию трудным предметом, особенно для учеников с преобладанием образного типа мышления. Для учеников с образно-логическим и преобладающим логическим типами мышления произошло снижение доли учащихся, затрудняющихся в освоении химического языка.
Анализ результатов проверочных работ (таб. 8) также показал возросшую осознанность знаний учащихся по теме «Первоначальные химические понятия». Однако самооценка учащихся с преобладающим образным типом мышления в отношении усвоения химического языка, и для всех учащихся самооценка трудности усвоения теоретических понятий, к сожалению, не улучшилась. Анализ успеваемости в разных группах учащихся при разных методиках обучения показал положительную динамику только в группе учащихся с преобладающим образным типом мышления (рис. 14). В группе учащихся с преобладающим логическим типом мышления наблюдалась отрицательная динамика, что говорит о явных недостатках в предлагаемой методике. В научной литературе отмечается факт того, что невербальный интеллект более избирательно связан с уровнем успеваемости по предметам естественного цикла (108), чем вербальный. Средний балл успеваемости для всех учащихся не изменился. Нами был сделан вывод, что использование только химического эксперимента для создания мысленных образов химических объектов недостаточно. Результаты, полученные на поисковом этапе исследования после обучения химии в 8 классе с использованием методики, основанной на последовательном прохождении всех этапов процесса восприятия и усвоения информации, показали - наличие положительного мотива к деятельности у всех учащихся, - наличие положительных изменений в их эмоционально-волевой сфере, - возросшую осознанность и осмысленность знаний у всех учащихся, - возросшую успеваемость по химии учащихся с преобладающим образным типом мышления. Однако выявленные недостатки потребовали соответствующей доработки предложенной методики. Была проведена её корректировка с целью разработки специальных приёмов по созданию мысленных образов химических объектов. Формирующий этап нашего педагогического исследования проводился с 2007 по 2009 гг. с целью проверки эффективности методики преподавания химии в 8 классе, представляющей собой поэтапное формирование химических понятий на основе взаимосвязи логического и образного мышления с созданием познавательных мысленных образов химических понятий и явлений в процессе обучения. В данном исследовании приняли участие 87 восьмиклассника МОУ Воротынская средняя общеобразовательная школа Нижегородской области. Для выявления произошедших изменений по каждому из выбранных нами критериев полученные на формирующем этапе результаты сопоставлялись с результатами констатирующего (ученики обучались по традиционной методике) и поискового этапов в отдельности для каждой группы учеников, различающихся типом мышления. На диаграммах (рис. 10) видна положительная динамика в эмоционально-волевой сфере и в отношении к новому знанию как к личностной ценности всех учащихся, обучающихся по методике, основанной на взаимосвязи образного и логического мышления.
