Содержание к диссертации
Введение
I. Истоки психологических проблем учащихся при обучении физике
1 . Процесс обучения естественным наукам и некоторые психологические проблемы учащихся основной школы 22
2.Интеллектуальная дифференциация - школьная составляющая34
3. Психологические затруднения, сопровождающие процесс обучения физике 44
.4.Причины возникновения психологических затруднени учащихся при обучении решению задач
.5.Психологические затруднения учащихся при решении задач как объекты исследования
Выводы по главе I 97
II. Способы преодоления психологических проблем учащихся при обучении физике
1. Формирование мышления и его отдельных сторон как способ разрешения психологических затруднений учащихся
2.Принципы отбора методов обучения с целью преодоления и профилактики психологических
затруднений учащихся (принцип оптимальности и его следствия)
3.Оптимизация методов и приемов обучения для преодоления психологических затруднений
11.3.1 Профилактическое направление 15 5
11.3.2 Коррекционное направление 178
Выводы по главеІІ 190
III. Педагогический эксперимент
1. Общая характеристика педагогического эксперимента 192
2.Анализ сочинений-эссе на темы, посвященные проблемам изучения физики школьниками 3 .Поиск и конкретизация психологических затруднений учащихся при решении задач в рамках курса физики основной общеобразовательной школы ШАПроверка эффективности обучения с помощью 204
некоторых распространенных методов и приемов обучения школьников поиску решения задач 5.Проверка эффективности применения упражнений с 218
элементами психологического тренинга для обучения школьников 7 класса решению задач по физике
Заключение 222
Список литературы 228
Приложения
Приложение 1 246
Приложение 2 247
Приложение 3 248
Приложение 4 250
Приложение 5 251
Приложение 6 252
- Процесс обучения естественным наукам и некоторые психологические проблемы учащихся основной школы
- Формирование мышления и его отдельных сторон как способ разрешения психологических затруднений учащихся
- Общая характеристика педагогического эксперимента
Введение к работе
Одним из основных факторов быстрого экономического развития таких новых индустриальных стран, как Южная Корея, Гонконг, а также Португалия, Греция и некоторых других является определенный успех в сфере образования, точнее, в области развития естественных и технических наук. На самом высоком международном уровне - Международным институтом планирования образования ЮНЕСКО - затраты общества на совершенствование знаний подрастающего поколения в указанных областях и на развитие системы государственного образования в любой активно развивающейся стране признаны определяющими стратегиями для существования и процветания нации в мире [127, с.253]. В то же время преподаватели, психологи и методисты разных стран констатируют факт, что в настоящий момент развития постиндустриального общества существует несоответствие между важнейшим условием процветания этого общества -необходимостью постоянного развития системы естественнонаучного образования населения, и в первую очередь физического, - и тенденцией падения познавательного интереса большей части подрастающего поколения к этим наукам, и к физике, в частности [168, с. 85; 30, с.74]. Таким образом, совершенствование теории и методики обучения физике, разработка новых технологий является одним из необходимых условий активного развития образовательной системы общества, заинтересованного в стимулировании собственного прогресса. Традиционно обучение школьников физике подразумевает обучение их умению решать разнообразные задачи. A.M. Пинский отмечал: «Судить об уровне знаний можно лишь по их проявлениям в видоизмененных ситуациях и при решении нестандартных задач» [цит. по 150, с. 124].
Решение задач в процессе обучения физике выполняет многогранные функции. Это - средство осознания и усвоения изучаемых понятий, явлений и
-5-закономерностей, метод совершенствования знаний и способ формирования логико-аналитических умений, средство повторения пройденного, способ связи курса физики с жизненными явлениями и производственными процессами во всех их разновидностях, средство создания проблемных ситуаций на уроках, а также способ введения нового материала. Множество обучающих функций рассматриваемого процесса тесно переплетается с воспитывающими и развивающими функциями процесса обучения вообще: он (пррцесс решения задач) развивает умение трудиться, способствует формированию таких важных качеств характера человека как настойчивость в достижении цели и самостоятельность в суждениях, целеполагание, логические способности, творческое мышление и многое другое. Таким образом, физическая задача (и расчетная, и качественная, и экспериментальная, и любого другого вида) - это средство для формирования большого числа общеучебных умений наряду с углублением полученных теоретических знаний [194; 24].
К этому необходимо добавить, что оценка качества работы учителя находится в прямой зависимости от способности учащихся решать задачи. Все выше сказанное подтверждает, что обучение решению задач является одной из важнейших педагогических целей учителя физики.
Если рассматривать процесс обучения каждого ученика в виде простой системы основных взаимодействующих элементов: ученик <-* содержание образования <-> учитель, - то эту систему можно принять за единичную ячейку всего образовательного процесса, где учителя и ученики общаются и влияют друг на друга через содержание образования. Каждый объект системы (ученик *-* содержание образования <-» учитель) по-своему влияет на выбор учителем методов обучения. Учитель, руководствуясь определенными целями обучения и применяя различные методики обучения, организует усвоение содержания учебного материала учащимся. Ученик, оперируя содержанием образования с помощью методов и приемов собственной деятельности, присваивает его, и в
виде обратной связи сообщает учителю об уровне и качестве этого присвоения. Обратная связь имеет разные формы и в зависимости от типа взаимоотношений объектов ячейки (мотивация учения, уровень развития интеллекта учителя и ученика, уровень социальной культуры и т.д.) может носить различный характер. Каждый элемент системы обладает своими специфическими особенностями, и на каждый элемент процесса обучения влияют различные факторы внешнего и внутреннего плана. В настоящий момент развития общества в различных вариантах развивающего обучения преобладает учет индивидуальности учащихся. Эта тенденция диктует новые акценты образовательному процессу в формулировке целей обучения и воспитания, методах обучения, в том числе и методах обучения решению задач по физике.
В работе довольно часто будут употребляться слова «методика» и «метод». «Метод или метода» происходит от греческого |іє9о8о<; - принятый путь хода, достижения чего-либо, в виде общих правил [53, с.843]. В дальнейшем понятие «метод обучения решению задач» будет использоваться аналогично понятию «методика обучения поиску решения задач», то есть и то, и другое применяется как система общих правил для формирования действий и умений, позволяющих учащимся решать задачи необходимого уровня.
Слово «психологические» в названии работы отражает тенденцию соединения психологии и дидактики в сфере обучения, демонстрирует ее актуальность и необходимость [33; 51; 193]. Имеется немало авторов, оперирующих термином "психодидактика": Г.А. Вайзер (Москва), Л.М. Каримова (Бирск), A.M. Козлов (Тамбов), В.Г. Мозгот (Майкоп), А.З. Рахимов (Уфа), В.Н. Сабитов (Новосибирск), Н.Н. Тулькебаева (Челябинск), Ю.С. Томашевский (Санкт-Петербург), Л.П. Федотова (Екатеринбург) и многие другие [105].
Потребность соединения психологического и дидактического знания в единую систему воздействия на личность упоминалась в трудах многих
-7-отечественных педагогов и психологов (СП. Баранов, В.П. Беспалько, Л.С. Выготский, М.Б. Волович, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Е.Н. Кабанова-Меллер, З.И. Калмыкова, Н.Ф. Талызина, Г.И. Щукина и др.). Пути такого соединения указывались самые разнообразные в зависимости от преобладающих у авторов направлений исследования процессов познания. Достаточно вспомнить дидактические основы системы методов обучения И.Я. Лернера [775; 776], теорию оптимизации методов и приемов обучения Ю.К. Бабанского и работы его учеников и последователей [21-26;222;223 и другие]. Следуя этим работам, будем считать в дальнейшем, что термин «оптимальный» метод или прием означает наилучший для конкретных условий.
На основании многих исследований возникла идея разработки специальной отрасли научного знания, соединяющей педагогику и психологию, "психодидактики". Она выдвигалась, например, еще в 1981 году в выступлениях участников круглого стола - Ю.К. Бабанского, В.В. Давыдова, И.Д. Зверева, Т.В. Кудрявцева, И.Я. Лернера, М.Н. Скаткина [104]. Это слово также встречается в названии и содержании большого научного труда Э. Стоунса "Психопедагогика", изданного у нас в 1984 году. Аналогичная идея прозвучала и в вышедшей в 1997 году монографии Л.М. Фридмана под названием «Психопедагогика общего образования". Появление работ В.П. Зинченко "Психологическая педагогика", Н.Ф. Талызиной «Педагогическая психология» и других подобных трудов -удачный результат интеграции психологии обучения и дидактики [188; 68]. Можно отметить работы ряда авторов, которыми разрабатываются методологические вопросы психодидактики: О.С. Косихина, А.Н. Крутский [700], А.З. Рахимов [770], Б.Я. Слипак [757], Л.П. Федотова [207].
Необходимо отметить, что становление мышления школьников в ходе овладения ими основами физической науки рассматривалось многими авторами. Общие теоретические основы развития мышления на уроках физики предложены В.А. Кондаковым, Р.И. Малафеевым, В.В.
-8-Мултановским, В.Г. Разумовским, А.А. Пинским и другими учеными [123; 131; 167]. Формирование у школьников приемов умственной деятельности в ходе учебного эксперимента и решения экспериментальных задач исследовалось В.И. Андреевым, В.А. Бетевым, А.Т. Глазуновым, Р.И. Малафеевым, В.А. Орловым, Е.А. Самойловым и другими [цит. по 175]. Некоторыми учеными рассматривалось управление познавательной деятельностью учащихся через создание ситуаций физико-технического моделирования на уроках (СЕ. Каменецкий, Н.А. Солодухин, С.А. Хорошавин). Таким образом, проблема развития мышления школьников на уроках физики и усиление эффективности педагогического воздействия не нова для теории и методики обучения.
Несмотря на широко развиваемую учеными и практиками идею воздействия методическими способами на мышление учащихся, на каждом этапе развития образовательной системы общества происходит пересмотр методов и приемов обучения в соответствии с новыми тенденциями развития социальной и интеллектуальной сферы этого общества. Например, Я.А. Коменский отмечал, что для современного ему общества и обозримого будущего необходимы четыре вида школ с разными системами и методами обучения: «материнская школа должна быть в каждом доме; школа родного языка - в каждой общине, в каждом селе и в каждом местечке; гимназия - в каждом городе; академия - в каждом государстве или даже в каждой более значительной провинции» [96, с.88]. Для каждой из этих школ им разрабатывались определенные методы обучения. Сегодня учитель использует обычно несколько методик в своей ежедневной практике и десятки приемов [23]. «Осваивая по 10-15 приемов в год, молодой педагог тратит не менее 10 лет не то, чтобы приобрести необходимый для урока инструментарий. Реально же на становление учителя уходит в среднем ... 26 лет (данные анкетирования в Донецке и Марий Эл)» [51, с.8]. В современных обзорах педагогических технологий речь идет о 30-40 системах и методиках
-9-обучения, в том числе и физики [777; 201]. Многие из этих исследований базируются на тесной интеграции достижений педагогики и психологии, на более интенсивном влиянии методов обучения на способности школьников. Учителю-практику невозможно овладеть в совершенстве всеми разработанными технологиями и методиками (и даже половиной этого количества), в том числе при обучении решению физических задач.
Одной из постоянных проблем в педагогической деятельности является существование типичных ошибок у школьников, проявляющихся в процессе выполнения контрольных и тестовых заданий. Современные стандарты общего среднего образования предполагают у учащихся умение понимать задачи достаточно высокого уровня. Типичные ошибки при решении физических задач проявляются школьниками с удивительным постоянством. Это показывает любой диагностический срез 1995, 1997, 1999гг. и результаты ЕГЭ [56]. Анализ опубликованных статистических данных, многолетних наблюдений автора за типичными ошибками школьников в процессе решения физических задач и результаты проведенного в ходе исследования констатирующего эксперимента позволили предположить, что причиной этих ошибок являются особые затруднения, в основе которых лежат психологические закономерности, больше связанные с интеллектуальными операциями1, а не особенности методики обучения учащихся, определяемые опытом и квалификацией учителя. Эти затруднения условно были названы «психологическими затруднениями» и представление
0 них привело к выводу о необходимости создания методики обучения,
преодолевающей многие типичные ошибки школьников. В исследовании
А.И. Пилипенко рассматриваются психолого-познавательные барьеры,
1 «Операции интеллектуальные» - термин предложен Ж. Пиаже и означает
действия, переведенные во внутренний план, ставшие обратимыми благодаря
координации с другими умственными действиями. А.Н. Леонтьев определял
операции в психологии как способы осуществления действий [162, с.237,
с.238].
-10-формирующиеся в мышлении людей и препятствующие глубокому владению знаниями курса физики [150]. Однако, психологические затруднения, возникающие и проявляющиеся у учащихся при решении задач по физике в основной школе, в этой работе не рассматриваются.
Таким образом, актуальность исследования определяется наличием противоречий между существованием типичных, определяемых психологическими закономерностями затруднений учащихся при решении физических задач и отсутствием специального внимания к этой проблеме в теоретических исследованиях и существующей практике обучения физике.
В современных условиях завершенности основного общего образования в первую очередь необходимо найти пути разрешения этого противоречия применительно к обучению физике в основной школе.
Объектом исследования выступает процесс обучения учащихся основной общеобразовательной школы решению задач по физике.
Предметом исследования является обучение решению физических задач на уроках физики в основной школе с учетом существования психологических затруднений, испытываемых при этом учащимися.
Целью исследования является теоретическое обоснование и создание методики обучения учащихся основной школы решению физических задач, направленной на преодоление их психологических затруднений.
Гипотеза исследования формулируется так: если методика обучения физике в основной школе будет включать профилактику и преодоление психологических затруднений учащихся, возникающих и проявляющихся при решении задач по физике, то это позволит повысить уровень качества обученности, не зависимо от особенностей и структуры преподаваемого курса физики. При этом уровень качества обученности можно оценить по умению учащихся решать задачи.
В соответствии с целью, предметом и гипотезой сформулированы
задачи исследования:
1) по литературным источникам и диссертационным исследованиям
провести анализ психологических проблем учащихся, которые
препятствуют обучению их физике в целом и обучению методам
решения задач требуемого уровня, в частности;
провести систематизацию и анализ многолетних наблюдений учителей за психологическими затруднениями учащихся, возникающими при обучении школьников поиску решений усложненных задач и препятствующими этому процессу;
выявить типичные психологические затруднения, обосновать их классификацию и разработать методы диагностики, легко применяемые в условиях общеобразовательной школы;
сравнить эффективность применения разных методов обучения поиску решений физических задач в разных условиях и проанализировать их роль в формировании психологических затруднений учащихся;
разработать методическое обеспечение и рекомендации по внедрению методики преодоления психологических затруднений учащихся, формирующихся при решении задач по физике, в учебный процесс в основной школе;
организовать и провести педагогический эксперимент по проверке гипотезы исследования.
Для решения поставленных в исследовании задач применялись следующие методы исследования; теоретический анализ (изучение и анализ литературных источников и учебно-нормативных документов, их сравнение и сопоставление); моделирование педагогического процесса; ретроспекция; праксиметрический метод (анализ продуктов учебной деятельности); методы психологической и педагогической диагностики; пролонгированный педагогический эксперимент с соответствующими измерениями, качественным и количественным анализом его результатов.
Новизна диссертационного исследования состоит в том, что в нем:
- обоснована ведущая роль психологических затруднений учащихся,
возникающих при обучении поиску решений задач по физике, в усилении
интеллектуальной дифференциации школьников в рамках предмета;
определена единая, внутренне взаимосвязанная система психологических затруднений учащихся, проявляющихся при поиске ими решений задач, как система конкретных структурных элементов, обладающих определенными свойствами и закономерностями;
- предложен способ диагностики психологических затруднений,
возникающих на различных этапах решения физической задачи, что
позволяет не учитывать при обучении решению задач по физике в основной
школе многочисленные субъективные и объективные факторы,
формирующие интеллектуальные различия школьников;
проведено обобщение многочисленных требований и необходимых условий оптимизации процесса обучения решению задач по физике и предложен принцип оптимальности как основной принцип построения учителем эффективной системы методов обучения поиску решений задач по физике;
проанализирована эффективность некоторых методов обучения поиску решений задач разных групп учащихся и оптимальные условия использования этих методов обучения для преодоления психологических затруднений;
предложена трехмерная классификация условий задач и методов их возможных решений, которая позволяет увидеть совокупность подходов к решению физической школьной задачи и ускоряет поиск необходимого решения;
- разработаны образцы упражнений с элементами психологического
тренинга на основе физических знаний для учащихся основной
общеобразовательной школы и система упражнений по темам
-13-«Первоначальные сведения о строении вещества», «Взаимодействие тел» курса физики основной школы.
Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в том, что его результаты вносят вклад в теорию обучения физике. В частности,
-введен термин «психологические затруднения учащихся при решении задач по физике» для обозначения статистически значимого явления, не связанного с конкретными личностными особенностями учащегося и системой работы учителя физики;
.установлена связь усиливающейся интеллектуальной дифференциации
школьников при изучении физики и психологических затруднений учащихся, проявляющихся при обучении их поиску решений усложненных или нетривиальных задач;
-проведена классификация психологических затруднений на методическом основании - на основе этапов решения задач по физике;
-обоснована необходимость следования принципу оптимальности как главному принципу при создании средств и методов преодоления психологических затруднений учащихся, проявляющихся при обучении поиску решений задач по физике в основной школе, и необходимость целенаправленной профилактической и коррекционной работы педагога по преодолению школьниками психологических затруднений при формировании у них методов поиска решений усложненных задач.
Практическое значение исследования заключается в том, что
- систематизированы и обобщены данные об эффективности разных методов обучения поиску решений задач в зависимости от условий применения (для «сильных», «средних», «слабых» учащихся);
-предложены способы систематизации методов решений и условий задач в виде трехмерного графика, позволяющего обобщенно представлять
-14-множество условий задач и место любой задачи в этом множестве, что способствует оперативному поиску решений задач учащимися;
-предложены варианты оптимального использования конкретных методов обучения на основании учета таблиц их эффективности; разработаны дидактические средства (системы упражнений с элементами психологического тренинга для учащихся 7-9 классов) обучения решению задач, направленные на преодоление различных психологических затруднений большей частью обучаемых в основной общеобразовательной школе, которые можно использовать и как профилактические, и как коррекционные;
Предлагаемая методика может быть применена на уроках физики и явиться основой элективного курса в рамках предпрофильной подготовки учащихся основной школы.
Доказано, что методика преодоления психологических затруднений обеспечивает формирование необходимых качеств мышления школьников и
этот результат влияет на повышение качества обучения. Применение разработанных в ходе исследования учебно-методических материалов способствует уменьшению числа ошибок, допускаемых школьниками разного уровня подготовленности при решении физических задач, и увеличению числа школьников в группе обучаемых, решающих усложненные задачи.
На зашиту выносятся следующие положения:
1. В современных условиях процесс обучения школьников основной школы решению физических задач необходимо рассматривать как процесс, происходящий при наличии психологических затруднений, которые мешают школьникам находить решения незнакомых усложненных задач. Психологические затруднения - комплексные мыслительные структуры, проявляющиеся как статистически значимое явление, сопровождающее процесс решения физических задач. Множественные корни этого явления у
-15-каждого учащегося могут быть различными, но на них возможно влиять методическими средствами в условиях общего образования.
В целях совершенствования процесса обучения решению физических задач целесообразно выделить пять типов психологических затруднений, которые связаны с этапами мыслительных и учебных действий, осуществляемых школьниками при получении решения незнакомой задачи. Это - затруднения (1) в уяснении общего смысла условия задач, (2) в понимании физического смысла формул и знаков, применяемых при решении, (3) в понимании и создании моделей и схем, (4) в выборе вида физического решения, (5) логико-математические затруднения.
Уменьшение влияния психологических затруднений учащихся может быть осуществлено с помощью применения оптимальных для конкретных условий методов и приемов решения задач. Это возможно через реализацию принципа оптимальности и его следствий (более узких принципов-требований) в деятельности учителя, связанной с обучением поиску решений задач, через организацию деятельности учителя и учащихся, направленной на преодоление и профилактику психологических затруднений учащихся.
4. Основой методики преодоления и профилактики психологических
затруднений может быть система упражнений психологического тренинга на
основе элементов физических знаний. Упражнения должны влиять на
психологические затруднения как на комплексы мыслительных процессов,
происходящих при нахождении решения задачи школьником. К ним
относятся задания на уяснение общего смысла условия, на формализацию
понятий и терминов с помощью алгебраических выражений, задания на
установление связей между условиями задач и уравнениями, соотношениями,
то есть на тренинг выбора решения, и упражнения, развивающие общие
характеристики мышления (скорость, увеличение объема памяти,
воображение, способность создавать ассоциации и т.п.).
Педагогическая эффективность разработанных дидактических средств и методических рекомендаций была проверена экспериментально в 1999-2003 годах учителями в школах Наро-Фоминского района Московской области (п. Киевский, село Любаново и городская средняя школа № 4). На заключительном этапе исследования в эксперименте приняли участие 204 школьника и 4 учителя.
Результаты исследования докладывались на второй международной научно-практической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» в 2000 году, на межвузовской конференции «Формирование у учащихся теоретических обобщений на уровне понятий при обучении физике. Педагогический вуз, общеобразовательные учреждения» в 2001 году, на всероссийской конференции «Повышение эффективности подготовки учителей физики, информатики, технологии в условиях новой образовательной парадигмы» в 2001 году, на третьей международной научно-практической конференции «Новые технологии в преподавании физики: школа и вуз» в 2002 году, на районных секциях учителей физики в городе Наро-Фоминске.
Структура и основное содержание диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (240 наименований) и 6 приложений. Диссертация содержит 227 страниц основного текста, 21 таблицу, 10 схем, 5 рисунков. Общий объем составляет 270 страниц.
Структура проведенного исследования может быть представлена последовательностью: факты -> первичное обобщение информации -* анализ известных способов действий или элементов знаний—* обобщение, выводы, создание системы —+ выдвижение гипотез, обоснование следствий—* эксперимент и его анализ. Более подробно элементы данной последовательности в применении к рассматриваемой теме исследования выглядят так, как представлено на схеме 1.
1.Факты, констатирующие реальность и значимость психологических
затруднений учащихся при изучении физики и методов решений задач по
физике
і
2.Первичное обобщение информации о затруднениях учащихся при решении задач по физике, выявление структурной системы этих затруднений
А
3.Анализ известных способов преодоления затруднений учащихся при
обучении физике вообще и анализ степени эффективности различных
методов обучения решению задач
і
4.0бобщение выводов об эффективности теорий и методов -
выдвижение принципов создания оптимальной системы методов обучения
каждым учителем
і
5.Варианты практического применения выдвинутых принципов создания
оптимальных систем методов обучения решению задач по физике с целью
преодоления психологических затруднений учащихся
А
б.Экспериментальная проверка выдвинутых предположений и анализ
полученных результатов
Схема 1. Логическая структура диссертационного исследования
-18-
В первой главе «Истоки психологических проблем учащихся при
обучении физике» на основании анализа многих теоретических исследований
и экспериментальных данных, взятых из медицинской, педагогической и
психологической литературы, обосновывается факт существования
усиливающейся интеллектуальной дифференциации школьников. Дифференциация школьников, имеющая самую разнообразную природу и разные основания, на практике проявляется наиболее ярко при решении физических задач. Неумение решать задачи, психологические затруднения, которые лежат в корне этого неумения, провоцируют дальнейшую интеллектуальную дифференциацию в рамках предмета. Основных типов затруднений, проявляющихся на практике, выделено пять. Психологические затруднения представляют собой сложные конструкты и образуются в мышлении учащихся в результате действия многих объективных и субъективных факторов. Их (эти психологические структуры) можно считать самостоятельными объектами исследования и педагогического воздействия. Таким образом, деятельность учителя, стремящегося научить своих подопечных решать задачи определенного УР0ВНЯ можно рассматривать как деятельность, направленную на преодоление конкретных психологических затруднений, мешающих этому процессу.
Многие исходные положения исследования, используемые в первой главе, проверялись автором с помощью анкетирования и анализа контрольных работ, результаты которых представлены в главе 3 «Педагогический эксперимент». Методика обучения решению задач с учетом существования психологических затруднений должна состоять из методов и приемов обучения, позволяющих учителю варьировать свою работу, использовать оптимально тот или иной способ взаимодействия с учащимися.
В связи с этим в ходе исследования возник вопрос об определении границ эффективности известных методов обучения поиску решений задач по физике и возможности создания новых методов и их комбинаций, позволяющих
-19-преодолевать психологические затруднения учащихся, мешающие им эффективно использовать свои знания при решении физических задач. Этим вопросам посвящена вторая глава работы.
Во второй части диссертационного исследования, названной «Способы преодоления психологических проблем учащихся при обучении физике», рассматривались системы методов, технологии, подходы к процессу обучения решению задач и анализировалось их влияние на формирование «иммунитета» против психологических затруднений. На основании анализа исследований делается вывод о том, что ни стратегии формирования научного (естественнонаучного, теоретического, философского) мышления школьников, ни использование технологий поэтапного формирования умственных действий, ни применение жестких алгоритмов решений задач, ни многие другие идеи, не смотря на свою эффективность, с большой вероятностью приводят к возникновению затруднений при решении задач или, помогая одним учащимся преодолевать эти затруднения, оказываются неспособными помочь другим учащимся. Поэтому применение различных подходов и концепций с целью преодоления психологических затруднений, возникающих при решении физических задач (задач-проблем, усложненных, комплексных и других, которые нельзя считать простыми, решаемыми в одну-две логические операции) у большинства школьников общеобразовательных школ, нуждается в более конкретных методических разработках для их практического использования.
Системы преподавания талантливых педагогов, таких как В.Ф. Шаталов, Л.В. Занков, Д.Б. Эльконин, В.В. Давыдов и других, можно рассматривать как системы методов преподавания, направленные на совершенствовании у учащихся определенных качеств интеллектуальных процессов Безусловно, во всех подобных авторских методиках и методических системах создаются условия для преодоления многих психологических затруднений. Но копирование таких методик обучения почти невозможно, так как они были
-20-выработаны педагогами на основании соединения личного метода и стиля работы с особенностями преподавания в конкретном образовательном процессе. Именно поэтому важен анализ общих закономерностей построения педагогом системы методов обучения для формирования различных умений школьников.
Сопоставление результатов анкетирования учителей, трудов дидактов и методистов позволило выдвинуть в ходе исследования предположение, что основой построения эффективной в конкретных условиях методики обучения поиску решений задач является принцип оптимальности, включающий в себя ряд принципов - следствий или требований. Все принципы-требования, безусловно, взаимосвязаны друг с другом как отражения разных сторон единого процесса обучения. Д реализации принципов построения оптимальной системы методов обучения поиску решений задач в работе рассматриваются конкретные методы и приемы, способствующие организации такой деятельности школьников, чтобы они смогли преодолеть психологические затруднения, мешающие им эффективно решать усложненные задачи необходимого уровня. Это - метод образцов, методы ситуативных таблиц задач и их решений, метод обобщенных подходов и алгоритмов решений, метод погружения. В ходе исследования составлены таблицы эффективности этих методов в разных условиях, которые необходимо учитывать педагогу при создании оптимальной системы методов обучения решению задач, рассматриваются примеры их оптимального применения. Это - сводные таблицы наблюдений многими педагогами (12 преподавателей средних школ) эффективности различных методов обучения решению задач. (Данные были проверены праксиметрическим методом, все количественные результаты по каждому методу обучения решению задач, полученные автором, представлены в главе 3.)
Психологические затруднения учащихся при обучении решению задач можно преодолеть не только подбором оптимальных методов обучения, но и
-21-включением в учебную деятельность специальных упражнений. Создание
психологического тренинга - специальных упражнений - сложная многоплановая педагогическая деятельность, которая также позволяет осуществить коррекцию и профилактику психологических затруднений. Вариант ее реализации представлен в виде дополнительных упражнений для 7 класса (см. приложения), которые были опробованы четырьмя различными учителями в школах Наро-Фоминского района. Преподавание физики в данных школах велось по разным программам: СВ. Громова и Н.А. Родиной, А.В. Перышкина и Е.М. Гутник [49,147]. Соответственно, в разных экспериментальных классах отличались приемы работы с упражнениями. В одном случае это были дополнительные задания, самостоятельная работа с периодической проверкой выполняемых упражнений, в других случаях -систематическая работа над заданиями в рамках традиционных уроков. Не смотря на различие программ в экспериментальных классах, результаты проверки эффективности психологического тренинга с элементами физических знаний оправдали предполагаемые прогнозы - большую результативность данного метода при формировании у школьников способности решать физические задачи. Количественные результаты также представлены в главе 3.
Диссертационное исследование позволяет высказать идеи о совершенствовании методики обучения физике. В дальнейшем целесообразно провести исследование психологических затруднений, которые возникают у учащихся при выполнении разных видов учебной деятельности в процессе изучения физики в основной школе (выполнение физического эксперимента, решение тестовых заданий, понимание нового материала на уроках и другие). Такие исследования могут стать основой новых педагогических технологий и курсов предпрофильного обучения, позволяющих совершенствовать интеллектуальные способности школьников с помощью методических средств.
Процесс обучения естественным наукам и некоторые психологические проблемы учащихся основной школы
Традиционная образовательная система, сложившаяся к XIX веку и обновленная для выполнения социального заказа общества XX века, целиком пронизана идеей подготовки компетентных специалистов для разных видов человеческой деятельности. Например, в Японии с 1872 года было проведено уже несколько реформ системы образования. Их главными целями было «стремление еще больше приспособить учебный процесс к требованиям развивающейся экономики, повысить его эффективность... Больше всего изменений претерпели предметы естественнонаучного цикла» [78, с. 80]. Анализ опыта быстрого экономического развития таких новых индустриальных стран, как Южная Корея, Сингапур, Гонконг, а также Португалия, Таиланд и Греция показывают, что одним из базовых факторов их экономического роста являются успехи в области образования. Перед началом экономического бума во всех перечисленных странах с помощью различных государственных мер достигалась практически всеобщая грамотность населения (на уровне, соответствующему, например, основному или среднему специальному образованию). Эти факты позволили Ж. Алану, Директору Международного института планирования образования ЮНЕСКО, отметить в своем докладе, что «образование является определяющим фактором, -делающим возможность технологического прорыва» развивающейся страны (цит. по 127, с. 187). Анализируя условия, позволяющие сделать возможным такой прорыв, он отметил, что действующие три системы образования (начальное, среднее и высшее) являются их своеобразными краеугольными камнями. Соверщенствование системы среднего образования в этих странах было названо главной ступенью в создании общего мировоззрения, мышления и развития технических и организационных навыков нации {там же, с. 253]. (История экономического восстановления послереволюционной и послевоенной России также подтверждает этот вывод.) Таким образом, развитие естественных и технических наук в обществе и совершенствование системы их преподавания признаны на самом высоком международном уровне определяющими для существования и процветания нации в современном мире. В жизни современной школы, как бы в противовес всему выше сказанному, наблюдается массовое снижение стремления учащихся к знаниям и, особенно, к изучению таких трудных предметов, как физика и математика. Это явление характерно для всех развитых стран. Исследователи отмечают (например, В.Г. Разумовский, В.М. Чаругин и Ю.В. Огурцова), что «как российские, так и их американские коллеги, встревожены проблемой падения интереса старшеклассников к естественным наукам. Звучат опасения о снижении творческого потенциала страны. В связи с этим американцы даже беспокоятся о потере статуса великой державы» [220, с.67]. «В педагогической печати США, как и у нас, постоянно высказывается неудовлетворенность ее состоянием [методики школьного обучения - К.С.]...Американских учителей, как и наших, огорчает отсутствие интереса школьников к учебе» [168, с. 85 и с.86]. Одна из первых Международных конференций по преподаванию естественнонаучных дисциплин в средней школе, проведенная летом 1991 года в МГУ, показала, что «проблемы, владеющие вниманием американских учителей во многом схожи с теми, которые разрабатывают отечественные педагоги: это развитие интереса учащихся к занятиям, физический эксперимент (в том числе простые опыты учащихся), групповой метод обучения, и ...компьютеры и решение задач...» [30, с. 74].
Таким образом, наблюдаются противоположные направления потребности развития естественных наук в обществе и уменьшения стремления подрастающего поколения этого общества к овладению естественнонаучными знаниями. Такая ситуация стимулирует поиски ученых, направленные на выявление причин противоречия.
Часть исследователей видят истоки проблемы в перегрузке учащихся. Врачи и психологи поднимают вопросы развития множества «школьных» болезней и неврозов разной природы у подрастающего поколения, появляющихся именно в период обучения, проявления декомпенсационного и ди(е)задаптационного1 поведения. Социологи уверены: «Рост школьной дезадаптации связан с системой обучения, отношением к ребенку, учебными нагрузками. Как результат, только 10% детей к концу обучения можно считать относительно здоровыми» [117, с.55]. Сами термины «дезадаптация» и «декомпенсация» означают, по определению психологов, невозможность нормального обучения и адекватного взаимодействия ребенка с окружением в определенных условиях среды, где этот ребенок существует [72, с.69]. Доктор медицинских наук В.А. Курочкин считает, что «от школьных перенапряжений особенно страдают дети группы риска, то есть поступающие в школу ослабленными по генетическим или социально-наследственным причинам (ошибки, пороки семейного воспитания и др.). Таких детей около 30% и примерно столько же с отклонением в психоневрологической сфере. Отнесение их к группе ленивых, нерадивых, «лишенных познавательных интересов» является грубой ошибкой...» [107, с. 67].
Формирование мышления и его отдельных сторон как способ разрешения психологических затруднений учащихся
Психологические затруднения разного типа, возникающие и проявляющиеся у учащихся при решении задач по физике, являются комплексными мыслительными образованиями, мешающими протекать внутренним мыслительным процессам на каком-либо этапе учебной деятельности по поиску решения. Они отражают недостатки как общей способности человека решать учебные задачи, так и несовершенство определенных интеллектуальных способностей. В связи с этим, встает вопрос о более детальном рассмотрении процесса мышления, о возможности влияния на него с помощью различных методик и технологий.
Мышление рассматривается психологами как исходная форма психической деятельности, как основание\основа любой деятельности и как ведущая деятельность. «Мышление (понимаемое как процесс взаимодействия субъекта с объектом) - необходимая предпосылка всякой другой психической деятельности, ибо любая другая деятельность есть его свернутый и переработанный итог... Оно возникает в ситуациях задач, для решения которых у субъектов нет готовых средств» [152, с. 136]. «Мышление - это целенаправленное использование, развитие и приращение знаний, возможное лишь в том случае, если оно направлено на разрешение противоречий, объективно присущих реальному предмету мысли» [162, C.205]. «Мышление является формой ориентировки, к которой мы прибегаем тогда, когда другие ее формы недостаточны» [39, с. 281]. Таким образом, целью обучения ставится развитие «самого субъекта как личности, и тогда он сможет овладеть методом мышления современной физики как частным случаем вещного мышления, подлежащим развитию и преобразованию в зависимости от познания и действительности» [208, с. 83]. Считается, что вооруженное универсальными стратегиями установления причинно-следственных связей между явлениями любого типа, мышление учащегося позволит ему избежать затруднений при встрече со многими учебными проблемами, в том числе при решении задач по физике.
Существуют разные концепции формирования мышления при обучении физике. Не претендуя на полноту охвата различных идей и гипотез по данному вопросу, из всего многообразия методической и психологической литературы, посвященной этой теме, остановимся на ряде работ, которые можно считать достаточно яркими образцами того или иного направления исследований по вопросу формирования мышления школьников.
В.Н. Мощанский предложил концепцию формирования научного мышления на уроках физики. Под термином «научное мышление» подразумевается «система норм, выработанных в ходе многовекового развития науки, инвариантных для всех эпох существования научного знания и противостоящих позициям «здравого смысла» как проявления обыденного сознания» [130, с.55]. Такое мышление можно определить как научно-диалектическое, так как главный атрибут научного мышления - соблюдение требований диалектической логики. Формирование такого мышления представлено в трудах В.Н. Мощанского как одна из сторон процесса формирования научного мировоззрения и состоит в выработке определенных качеств мышления: «объективность и всесторонность рассмотрения, предполагающие уважение к фактам, доказательность, самокритичность; умение вскрывать противоречия, обусловливающие развитие и изменения -как в объективном мире, так и в процессе его познания; умение видеть ограниченную справедливость любого утверждения, предполагающее антидогматичное отношение к миру и его познанию и понимание неизбежности парадоксального в ходе развития науки» [130, с.67]. Ученый предлагает следующую схему формирования научного мышления: прежде всего учащихся необходимо знакомить с самим требованием научного мышления (требование объективности означает учет данных практики, эксперимента; требование диалектической логики предполагает всестороннее рассмотрение элемента знания и учет всех его многообразных связей; требование брать предмет в его изменении и с учетом границ применимости используемых представлений); после этого этапа необходимо создавать в ходе обучения ситуации, в которых ученики будут сами делать аналогичные выводы, принимать решения с учетом полученного знания, оценивать факты с позиций осознанных ранее нормативов. «Этот второй этап наиболее трудно организовать в обучении, но именно он и обеспечивает переход знаний к убеждениям в результате специально подобранных упражнений» [130, с.62].
Отсутствие научного мышления у многих школьников подтверждают результаты контрольных мероприятий, анализируемых на стр. 50-57 данной работы. (Многие школьники не ответили правильно на качественные вопросы с выбором одного из суждений, которые относились к формулировкам закономерностей изученных физических явлений, а задачи на подстановку в формулы были решены практически всеми. Этот факт как раз подтверждает отсутствие у большого количества анкетированных учащихся свойств научно-диалектического мышления и преобладание формально-логического.)
Общая характеристика педагогического эксперимента
Эксперимент, подтверждающий все положения и выводы теории, осуществлялся в течение 1994-2003 гг.
На первом этапе происходила констатация проблемы. В течение нескольких лет было установлено, что сочинения-эссе с элементами рефлексии, проводимые на последних уроках перед каникулами, позволяют вскрыть психологические затруднения учащихся, изучающих физику. Огромную роль играет психологическое состояние перед длительным отдыхом - состояние выполненной работы и заслуженного отдыха. Оно позволяет школьникам взглянуть обобщенно на прошедший учебный период и свою деятельность. Опыт показал, что проведение таких работ в течение учебного периода или в начале не дают адекватного результата: ответы учащихся противоречивы, разброс мнений очень большой и сами мнения нечеткие в большинстве случаев. Анализ сочинений выявил одинаковый характер трудностей, которые испытывали учащиеся, изучавшие физику по разным программам и в разные годы: работа с формулами, уяснение смысла условия задач, непонимание теории из-за несовпадения скорости объяснения со скоростью усвоения материала школьником, неумение составлять\понимать рисунки и схемы по условию задач, отсутствие интереса к предмету в целом были одинаковы и для 7-х и для 11-х классов. Таким образом, констатирующий этап делится на накопительную часть и зондирующую, позволившую количественно охарактеризовать влияние психологических затруднений и их роль в процессе изучения предмета.
-В 1999-2000 гг. был осуществлен диагностический этап эксперимента, в процессе которого уточнялись типы психологических затруднений школьников, этапы умственных действий, формирующиеся при разных образовательных процессах у школьников одного возраста. Психологические затруднения у учащихся разных классов и разной подготовленности по математическим дисциплинам проявлялись на одних и тех же этапах решения физических задач: на этапе первоначального уяснения смысла условия; в понимании рисунков или чертежей, в умении читать схематизированную информацию, переводить ее на язык реальных процессов и явлений; в математических трудностях, связанных с разной подготовленностью учащихся к изучению физических теорий с помощью алгебраических функций и уравнений.
Следующие два года 2000-2002 гг. проходил активный поисковый эксперимент. В течение этого этапа была установлена неоднозначная эффективность влияния на школьников некоторых методов обучения решению задач по физике. Выводы базируются на основании опроса 12 учителей с большим стажем педагогической деятельности (не менее 10 лет). Результаты их наблюдений и обобщений проверялись экспериментально в процессе обучения 7 и 9 классов в течение двух учебных лет на базе СОШ №4 г. Наро-Фоминска автором диссертационного исследования. На основе полученных данных стала возможна разработка основных положений методики обучения решению задач физике в основной школе, направленной на преодоление психологических затруднений, определение требований, условий и средств ее реализации.
Последний этап экспериментальной части исследования (четвертый) является формирующим и связан с проверкой гипотезы исследования, внедрением методики преодоления психологических затруднений в учебный процесс. Эксперимент подтвердил эффективность упражнений психологического тренинга с элементами физических знаний для обучения решению задач по физике. Апробирование предложенных систем упражнений проходило в разных школах Наро-Фоминского района в 2002-2003 учебном году: МОУ СОШ №4, СОШ поселка Киевский, СОШ поселка Любаново. В школе № 4 два учителя осуществляли эксперимент в четырех классах (два контрольных, два экспериментальных). В поселковых школах обучение велось по курсу физики СВ. Громова и Н.В. Родиной, в школе № 4 по курсу физики А.В. Перышкина для 7 класса. Поэтому во всех экспериментальных классах тетради с элементами психологического тренинга применялись по-разному: и как материал для самостоятельной работы, и как дополнительные упражнения к урокам, выполняемые по желанию школьников, и как обязательные упражнения для домашних заданий, и как постоянные элементы в структуре урока.
Последовательность этапов педагогического эксперимента представлена наглядно в таблице 13. В ней отмечены временные и количественные характеристики каждой части исследования. Далее в параграфах Ш.2 - Ш.4 подробно охарактеризованы все этапы исследования с описанием условий проведения, подробным анализом результатов анкет и проверочных работ.
Похожие диссертации на Методика преодоления психологических затруднений учащихся при решении задач по физике в основной школе
