Содержание к диссертации
Введение
Глава I. АНАЛИЗ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУ РЫ ПО ПРОБЛЕМЕ ОСОЗНАННОСТИ ЗНАНИЙ 9
1-І. Осознанность как качество знаний и пути ее повышения 9
1-2. Проблема осознанностив методической литературе ..17
1-3. Роль творчества в повышении осознанности знаний учащихся 28
1-4. Использование экспериментальных творческих задач для повышения осознанности знаний учащихся по химии 34
Выводы к главе I. 45
Глава II. НЕДОСТАТОЧНО ОСОЗНАННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ УЧАЩИХСЯ И ИХ ДИАГНОСТИКА 46
II-1. Наиболее распространенные недостаточно осознанные представления учащихся 47
И-2. Разработка диагностики для выявления недостаточно осознанных представлений учащихся 60
И-3. Выявление недостаточно осознанных представлений учащихся и их классификация 69
Выводы к главе I)\ 76
Глава III. МЕТОДИКА ПОВЫШЕНИЯ ОСОЗНАННОСТИ ЗНАНИЙ ПРИ РЕШЕНИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ПО ХИМИИ 77
III- 1. Методические подходы к повышению осознанности знаний по химии при решении экспериментальных задач 77
III - 2. Исследование эффективности предлагаемых методических подходов по повышению осознанности знаний 9!
Вывод к главе III 102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 103
БИБЛИОГРАФИЯ 105
- Осознанность как качество знаний и пути ее повышения
- Наиболее распространенные недостаточно осознанные представления учащихся
- Методические подходы к повышению осознанности знаний по химии при решении экспериментальных задач
Введение к работе
Проблема качества знаний является одной из наиболее актуальных и "вечных" в педагогике. В связи с этим, основная масса исследований по дидактике и методике преподавания посвящена повышению качества знаний учащихся.
По мнению большинства дидактов наиболее важной характеристикой качества знаний является их осознанность (3,5,6,7,8,9,11,12), которая выражается в понимании связей между знаниями, путей получения знания; умении их доказать, применять в различных ситуациях (8,с.27).
Долгое время формирование у учащихся систем знаний, умений и навыков было главной задачей обучения в общеобразовательной школе. Одна из наиболее характерных черт современного обучения - это отказ от ориентации на среднего ученика, и создание условий для оптимального развития каждой личности (101,1 2, 4» УУ2). Важен не только набор знаний и умений; гораздо важнее научить школьников самостоятельно приобретать эти знания, активно их использовать для преобразования действительности. В связи с этим проблема осознанности знаний становится особенно актуальной.
В статье 4 Закона РФ об образовании провозглашен гуманистический характер образования, приоритет общечеловеческих ценностей жизни и здоровья человека, свободного развития личности" (102). Педагогику будущего можно назвать личнсклночюиентированной, в которой учитель становится партнером ученика в их совместной деятельности (4, с.7). Одним из направлений гуманизации образования является развитие творческих способностей учащихся, так как творчество можно рассматривать как средство познания мира. Все это делает значимыми и приоритетными исследования, посвященные формированию опыта творческой деятельности учащихся.
Таким образом, потребности современного общества выражаются в воспитании личностей, обладающих качественными, осознанными знаниями и имеющими богатый опыт творческой деятельности. В современной дидактике и психологии проведены исследования, позволяющие выявить взаимосвязи между этими понятиями (1,2, 4, 7, 17, 22). По мнению М.Н.Скаткина (7) и других дидактов (9; 3), одним из важнейших проявлений осознанности служит умение применять знания в нестандартных ситуациях. Многочисленные исследования, проведенные психологами и дидактами показали, что решение задач служит одним из средств овладения системой знаний по тому или иному предмету, и в то же время способствует развитию самостоятельного творческого мышления" (7,с.123)
В методике преподавания химии имеется целый ряд исследований, посвященных формированию у учащихся опыта творческой деятельности (29, 97, 98, 103). Однако, творчество не рассматривается как средство повышения осознанности знаний, большинство ученых считают, что для развития творческих способностей у учащихся уже должны быть осознанные знания (58,90).
- Таким образом, существует противоречие между возможностями творческих задач в повышении осознанности знаний, отмеченных дидактами, и отсутствием исследований в теории методики обучения химии, посвященных реализации этих возможностей.
Проблема настоящего исследования заключается в выяснении педагогических условий, при которых решение экспериментальных творческих задач по химии способствует повышению осознанности знаний учащихся.
Актуальность настоящего исследования обусловлена недостаточной изученностью вопросов повышения осознанности знаний по химии при формировании опыта творческой деятельности школьников, в частности при решении экспериментальных творческих задач.
Объект исследования -процесс обучения химии в IX классе.
Предмет исследования - педагогические условия повышения у учащихся осознанности знаний по химии при решении экспериментальных творческих задач.
Пель исследования - повышение осознанности знаний учащихся по неорганической химии.
Гипотеза исследования — если развивать у учащихся способности к осмыслению и переосмыслению изучаемого материала (к рефлексии) при решении экспериментальных творческих задач по химии, то это приведет к повышению осознанности их знаний.
Задачи исследования:
1. Провести анализ отечественной и зарубежной литературы по проблеме повышения осознанности знаний, а также обучения учащихся решению творческих задач.
2. Изучить недостаточно осознаваемые учащимися химические представления и провести их классификацию.
3. Разработать диагностические задания по выявлению недостаточно осознанных представлений у учащихся.
4. Разработать методические подходы к повышению осознанности знаний учащихся при решении экспериментальных задач.
5. Выявить роль творческих задач в повышении осознанности знаний при сравнении эффективности предлагаемых подходов.
В ходе решения поставленных задач нами использовались следующие методы исследования: анализ педагогической и методической литературы по проблеме; наблюдение за учащимися; метод независимых экспертов; беседы с учителями; педагогический эксперимент.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования:
• обосновано положение о том, что развитие способностей к осмыслению и переосмыслению важно как для решения творческих задач, так и для повышения осознанности знаний;
• определена совокупность недостаточно осознанных представлений учащихся по неорганической химии;
• выявлен перечень химических представлений учащихся, осознанность которых может быть повышена лишь в условиях творческой деятельности;
• показано, что осознанность знаний учащихся по химии в значительной мере зависит от их способностей к осмыслению;
• показано повышение осознанности знаний по химии в условиях творческой деятельности.
Практическая значимость исследования:
• разработана методика диагностики недостаточно осознанных представлений учащихся;
• разработана методика повышения осознанности знаний учащихся при решении экспериментальных творческих задач по химии.
Этапы проведения эксперимента. Педагогический эксперимент проходил в два этапа.
На первом этапе были изучены наиболее распространенные недостаточно осознанные представления по неорганической химии, и составлена соответствующая диагностика по их выявлению у учащихся DC классов. Экспериментальная работа проводилась в 1992-1993 учебном году на базе московских школ №№ 367 и 654 г.
На втором этапе (1993-1994, 1996-1997 учебные годы) в девятых классах школ № 10 г. Брянска, № 1 г. Челябинска, № 26 г. Подольска сопоставлялась эффективность разработанных методических подходов по повышению осознанности знаний учащихся.
Всего в эксперименте приняли участие около 200 человек.
Апробация результатов исследования. Основные положения и результаты исследования обсуждены и одобрены на заседаниях лаборатории обучения химии ИОСО РАО (1993, 1996, 1997 гг.), на республиканском семинаре по проблемам методики преподавания химии при МПГУ (руководитель профессор Г.М.Чернобельская) (19%, 1997 гг.), на конференции сеМышление и общение в практической деятельно-сти"(Ярославль, 1992 г.); на конференции "Совершенствование подготовки учителя химии" (Иркутск, 1993); на 44-ой Всероссийской научной конференции "Актуальные проблемы химико-педагогического и химического образования в средней и высшей школе" (Орел, 1997 г.); а также на международной научно-практической конференции "Образование как средство развития человека, общества, государства" (Витебск, 1997г).
На защиту выносятся:
1. Диагностические задания по выявлению у учащихся недостаточно осознанных химических представлении.
2. Методический подход к повышению осознанности знаний учащихся при решении экспериментальных творческих задач по химии.
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложения.
В первой главе дан литературный анализ состояния проблемы в дидактике, методике обучения и психологии. Вторая глава посвящена анализу недостаточно осознанных представлений школьников по химии, и разработке диагностики по выявлению этих представлений у учащихся. В третьей главе рассмотрена сущность предлагаемых подходов к повышению осознанности знаний, обсуждены условия и результаты педагогического эксперимента.
Осознанность как качество знаний и пути ее повышения
На наш взгляд, к определению осознанности как самой общей характеристики качества знаний подходит определение, данное в Педагогической энциклопедии: осознанность — осмысленность, насыщенность конкретным содержанием, четким представлением и пониманием изучаемых предметов, явлений, их закономерностей, умение не только называть и описывать, но где надо, и объяснять изучаемые факты, указывать их связи и отношения, обосновывать усваиваемые положения, делать выводы из них (77, с.119).
Рассмотрим подробней содержание понятия "осознанность". Оно включает несколько уровней усвоения и раскрывается целым рядом умений. По мнению Ш.И.Ганелина, М.Н.Скаткина, осознанность проявляется в способности сформулировать знание в связной речи, в самостоятельном применении знаний по образцу, а так же в творческом применении знаний в нестандартных ситуациях (104, с. 128).
М.Н.Скаткин выделяет уровни проявления осознанности знаний. Они выражаются в определенных умениях (104, с. 124). Первый уровень соответствует умению логически правильно определять каждый из видов знания в соответствии с его существенными признаками.
Второй характеризуется умениями правильно связывать каждую из абстракций с предметной областью действительности. И, наконец, третий уровень осознанности проявляется в умениях творчески применять и использовать полученные знания при решении задач, объяснении и описании субъективно новых явлений и процессов.
Особого внимания заслуживает работа И.Я.Лернера "Качества знаний учащихся. Какими они должны быть?" (61). Автор придерживается мнения, что осознанность полученных в процессе обучения знаний является их конечной и главной характеристикой, но, в отличии от других исследователей, он конкретизирует содержание этого понятия. В своей работе мы придерживаемся позиций И.Я.Лернера. С точки зрения автора, осознанность имеет следующие характеристики:
1) понимание характера связей между знаниями;
2) различие существенных и несущественных связей;
3) понимание механизма становления и проявления этих связей;
4) понимание оснований усвоенных знаний (их доказатель ность);
5) понимание способов получения знаний;
6) усвоенность областей и способов применения знаний;
7) понимание доступных принципов, лежащих в основе этих способов применения.
Итак, можно выделить две стороны рассматриваемого понятия осознанности: с одной стороны, это дидактический принцип, определяющий содержание , методы и организацию обучения, а с другой стороны, это характеристика качества знаний.
Проблема формирования осознанных знаний решалась несколькими путями. В 60-80-е годы особое внимание уделялось совершенствованию знаний. Так, М.А.Данилов и М.Н.Скаткин (74, 104) к методам совершенствования знаний относят закрепление, текущее и обобщающее повторение и упражнение. Эти методы вза-имосвязанны между собой и применяются на разных этапах урока и учебного процесса в целом.
Другой путь повышения осознанности знаний - совершенствование методов обучения. В 80-е годы получила распространение и становится общепризнанной классификация методов по видам познавательной деятельности: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый и исследовательский. В рамках каждого метода есть свои особенности формирования осознанных знаний. Так, при использовании объяснительно-иллюстративного метода создаются небольшие возможности для повышения качества знаний, поскольку он направлен на сообщение новых знаний. Совершенствование знаний происходит посредством закрепления репродуктивным путем уже имеющихся.
Частично-поисковый метод дает больше возможностей для повышения качества знаний: школьники под руководством учителя учатся применять получаемые знания на практике, использовать их в различных ситуациях и т.д. Однако, как отмечает М.Н.Скаткин, эвристический метод формирует только элементы опыта творческой деятельности, не позволяя учить школьников решать целостные творческие задачи (104, с.45)
По мнению многих исследователей, большие возможности для формирования качественных знаний создаются при использовании исследовательского метода (104, 46, 74, 60, 27). Суть его заключается в самостоятельном усмотрении школьниками проблем, планировании и самостоятельном осуществлении их решения. По мнению большинства ученых, особенностью этого метода является то, что для осуществления самостоятельного исследования школьники должны обладать в достаточной степени качественными знаниями (36, 89).
В последнее десятилетие в дидактике сформировался качественно новый подход к процессу обучения. Он обусловлен развитием гуманитарно-культурной ориентации в обществе. В соответствии с этим направлением много внимания уделяется гуманизации образования. Как отмечал И.Я.Лернер, в настоящее время идет поэтапная смена целей образования "с переносом центра тяжести на формирование личности учащихся" (14 , с.2, 123, 124). В связи с этим, на первый план выходит развитие творческого потенциала человека, ориентация учащихся на самостоятельное усвоение нового опыта. Большое значение придается развитию у учащихся различных видов рефлексии, что, по мнению И.Я.Лернера и И.К.Журавлева (82, 14) является "условием готовности учащихся к развитию". Таким образом, можно сделать вывод о том, что в современной дидактике являются актуальными исследования, связанные с развитием личности в процессе обучения, посвященные повышению качества знаний с учетом личностных и рефлексивных аспектов.
Описываемый И.Я.Лернером подход к процессу обучения широко распространен в мировой педагогике. Анализ состояния этой проблемы проведен М.В.Клариным, который характеризует это направление как гуманистическое (49, с.7, 125). Ему присущи процессуальная ориентация, рефлексивное мышление, личностная включенность всех участников процесса обучения, поиск личностных смыслов и другие категории.
Одним из условий формирования осознанных знаний является развитие творческого мышления учащихся. О связи творчества и качества знаний написано довольно много (74, 104, 46, 61, 52). Так, М.Н.Скаткин, И.Я.Лернер отмечали, что сознательность проявляется в умении учащихся творчески применять свои знания в нестандартных ситуациях. М.А.Данилов утверждал, что творческая деятельность есть наиболее сложная форма сознательного и целенаправленного труда (46,с.89); Г.И.Батурина, С.И.Высоцкая, З.Г.Григорьева считают, что осознанность проявляется в умении творчески применять и использовать абстракции в системе, в связях и отношениях, при решении задач и так далее.
Все эти авторы едины во мнении, что только систематическое включение проблемных задач ведет к достижению осознанных знаний .
Наиболее распространенные недостаточно осознанные представления учащихся
Публикаций, посвященных анализу недостатков знаний учащихся не так много. Надо отметить, что в основном, в них раскрывается сущность и причины возникновения типичных ошибок. Так, Р.П. Суровцева и А.С. Чурина (113) провели анализ затруднений, которые возникают у учащихся на зачетах и выпускных экзаменах; а также выделили наиболее распространенные из них. Ими оказались такие ошибки, как неправильное вычисление объемных отношений газов по уравнению реакций, написание уравнений реакций между кислотными оксидами и основаниями, незнание химических свойств ряда веществ и так далее. По результатам вступительных экзаменов в МИСиС за 1992 год, авторы приходят к следующим заключениям: наибольшие затруднения вызывает решение расчетных задач, перечисление промышленных и лабораторных способов получения веществ, написание уравнения реакции между оксидом марганца (IV) и соляной кислотой. Довольно широко распространено также слабое знание свойств представителей основных классов органических веществ. Причину возникновения подобных недостатков в знаниях авторы видят в несовершенстве работы учителя; преобладании воспроизводящих форм обучения. Чтобы избежать подобных ошибок, они предлагают увеличивать долю самостоятельности учащихся, шире привлекать эксперимент, а также сочетать различные формы организации учебной деятельности.
Подобную проблему обсуждают Г.И. Шелинский и Л.А. Ни-конорова (122). По материалам выпускных экзаменов они называют несколько недостатков в знаниях учащихся, которые можно назвать типичными. Это неумение пользоваться химическим языком; ошибки в написании уравнений реакций (как в выборе продуктов, так и при расстановке коэффициентов, это свойственно 59% учащихся); ошибки в расчетах при решении задач ( их допускают более 30% школьников).
Несколько иной аспект изучения недостаточно осознанных знаний рассмотрен в работе В.С.Полосина "Ошибки совмещения в знаниях учащихся по химии" (78). Здесь описываются и анализируются уже не просто отдельно повторяющиеся ошибки, а некоторая группа, которую вьщелил Б.М. Кедров и назвал ее "ошибками совмещения". Классификация таких ошибок выглядит следующим образом:
1. Совмещение свойств одних объектов с другими.
2. Ошибки совмещения при использовании различных средств наглядности (перенос представлений со средств наглядности на сам объект изучения).
3. Совмещение одних понятий с другими.
Эта работа интересна тем, что в ней впервые сделана попытка систематизировать неосознанные представления школьников. В своем исследовании мы использовали такой подход для структурирования выявленных в процессе работы недостаточно осознанных представлений.
Этой же теме посвящена статья ИА.Леенсона "Анализ наиболее распространенных ошибок в учебных пособиях по химии" (58). Автор изучил более 10 действующих и в настоящий момент учебников и учебных пособий по химии и выделил целый ряд методических и фактических ошибок, которые вызваны по его мнению "излишней формализацией изложения, стремлением с помощью ограниченного числа простых правил и закономерностей объяснить все многообразие химических процессов...". Наряду с ошибками, И.А.Леенсон выявил большое число неточностей ("неудачных выражений" по словам автора), которые могут быть неправильно восприняты учащимися или поняты ими ошибочно. Например, упрощенно преподносится ряд напряжения металлов. Утверждается, пишет автор, что каждый член этого ряда, включая и водород, вытесняет все последующие за ним металлы из растворов солей. При этом забывают о двух обстоятельствах. Во-первых, некоторые металлы настолько активны, что реагируют с водой, а некоторые, такие как магний и алюминий не реагируют с водой из-за оксидной пленки на их поверхности. Во-вторых, необходимо помнить, что ряд напряжений металлов основан на их стандартных окислительно-восстановительных потенциалах, относящихся к определенным условиям. При несоблюдении этих условий (например, изменении концентрации) потенциал изменяется, а следовательно и условия растворения будут другими. Другие неточности и упрощения связаны с тем, что не учитываются или не обсуждаются условия проведения многих химических реакций; неудачно описываются физические свойства некоторых металлов (например, "цезий плавится в руках", тогда как цезий самовоспламеняется на воздухе), неверно указываются продукты реакций и так далее.
На наш взгляд эта публикация заслуживает особого внимания, так как учебники и учебные пособия служат потенциальным источником для возникновения недостаточно осознанных представлений. Так, примеры неточностей, приводимые автором, сами по себе не являются ошибкой, однако учеником они могут быть восприняты и доосмыслены неверно, что может привести в дальнейшем к возникновению ошибки.
Методические подходы к повышению осознанности знаний по химии при решении экспериментальных задач
Важным этапом настоящего исследования явилась разработка методических подходов к повышению осознанности знаний по химии. При этом в качестве средства повышения осознанности рассматривались экспериментальные задачи. Подобные задачи (одна или несколько) составлены таким образом, чтобы в результате их решения школьники преодолевали имеющиеся у них недостаточно осознанные представления. При составления экспериментальных творческих задач мы учитывали рассмотренные в главе II недостаточно осознанные представления. Для преодоления каждого из них мы составили по несколько экспериментальных задач. Условия задач, для решения которых требуется установить все полноту или адекватность связей, будет восприниматься учащимися как противоречивое или даже как парадоксальное.
При разработке методики организации практических занятий по решению экспериментальных задач мы выделили два подхода к повышению осознанности
Сущность первого подхода сводится к подробному разъяснению учителем, почему те или иные представления неправильно используются, и закреплению этих разъяснений на примере решения экспериментальной задачи. При такой организации занятий роль экспериментальных задач как средства повышения осознанности сводится к закреплению обсуждаемого материала, подтверждению слов учителя.
В основу второго подхода положено решение экспериментальных задач, содержание которых то же, что и в первом случае. Повышение осознанности знаний осуществляется на основе формирования способностей учащихся к осмыслению содержания своих действий в целом и себя как решающего субъекта ( интеллектуальной и личностной рефлексии). Охарактеризуем эти подходы подробно.
В первом случае занятия организуются в форме фронтальной эвристической беседы. Тема занятия определяется в соответствии с выделенными недостаточно осознанными представлениями. Каждый урок посвящен одному из них (см. таблицу 5). Учитель излагает
теоретический материал, вскрывает сущность недостаточно осознанного представления, акцентирует внимание учащихся на те моменты учебного материала, которые могут послужить поводом для возникновения искаженного представления, приводит примеры. Затем школьникам предлагается решить соответствующую экспериментальную задачу. Следует отметить, что содержание задачи прорабатывается учителем вместе с учащимися, они тщательно анализируют условие, формулируют проблему; учитель обращает внимание на особенности эксперимента, разбирает возможные варианты решения. Затем учащиеся выполняют эксперимент и оформляют полученные результаты. Каждое занятие заканчивается общим выводом, где еще раз обращается внимание на суть обсуждаемого недостаточно осознанного представления.
Приведем пример одного из таких уроков по теме "Свойства водных растворов веществ" (см. таблицу 5). На этом уроке ставится цель вспомнить общие свойства водных растворов веществ; рассмотреть зависимость растворимости твердых, жидких и газообразных веществ от температуры. Занятие начинается с эвристической беседы об общих свойствах водных растворов, в ходе которой учащиеся вспоминают известные им из курса VIII класса определение растворов и их основные характеристики (свойства), приводят примеры. Затем учитель обсуждает вопрос о том, какие вещества способны растворяться в воде. Это могут быть твердые вещества- таких растворов большинство (все растворы солей, твердых кислот и щелочей). В воде также растворяются и жидкие вещества (этиловый спирт, серная кислота и другие) и газообразные вещества (кислород, углекислый газ, аммиак, хлороводород). После того как учащиеся вспомнили этот материал, учитель переходит к обсуждению обратного явления - процесса выпаривания. Он напоминает, что под этим понимают получение исходного вещества путем выпаривания воды из раствора. Учитель задает школьникам вопрос - концентрацию каких веществ можно повысить с помощью выпаривания раствора? Как правило, учащиеся отвечают, что из раствора можно получить только твердые вещества и приводят соответствующие примеры. Учитель дополняет эти ответы. Он рассказывает о том, что выпариванием растворителя можно выделить и нелетучие жидкости. Это возможно потому, что температуры их кипения выше температуры кипения воды, следовательно, при достижении соответствующей температуры раствора сначала испаряется вода. Это приводит к увеличению концентрации вещества в растворе. Таким же образом можно повысить концентрацию некоторых более или менее летучих жидкостей и даже газообразных веществ, например, азотной или борной кислоты, бромоводорода, (если не образуется азеотропная смесь). После такого анализа недостаточно осознанного школьниками представления, им предлагается решить две задачи, закрепляющие материал этого занятия:
Задача 1.
На химическом предприятии производили азотное удобрение -нитрофос. Для этого на апатит действовали концентрированной азотной кислотой. Неожиданно поставки концентрированной азотной кислоты прекратились, но имелась в наличии 5%-ная азотная кислота, чем и воспользовались.
Предложите способ увеличения концентрации имеющейся кислоты. Проверьте его на опыте (соблюдайте технику безопасности!).
