Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЧЕБНЫХ КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ В ДИДАКТИКЕ ФИЗИКИ
1.1. Понятие о качественной задаче в методике обучения физике 11
1.2. Опыт и проблемы использования качественных задач При обучении физике 31
1.3.Проблема развития школьников при решении качественных учебных физических задач 39
Выводы по ПЕРВОЙ ГЛАВЕ 56
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КАЧЕСТВЕННЫХ УЧЕБНЫХ ЗАДАЧ ПРИ УГЛУБЛЕННОМ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ
2.1. Система учебных качественных физических задач 57
2.2. Принципы использования качественных учебных задач при углубленном изучении физики 69
2.3. Формы и приемы работы с качественными задачами 79
2.4. Изменение отношения учащихся к решению качественных задач 100
Выводы по ВТОРОЙ ГЛАВЕ 108
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА РАБОТЫ С КАЧЕСТВЕННЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ ЗАДАЧАМИ
3.1. Структура деятельности при решении качественных задач 111
3.2. Методы рациональной организации мышления 129
3.3. Некоторые особенности методики использования качественных задач в процессе изучения основного курса физики 141
Выводы по ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ 157
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛОЖЕННОЙ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ КОНЦЕПЦИИ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. Методика и проблемы экспериментального исследования 158
4.2. Результаты педагогического эксперимента и их анализ 168
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 183
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 185
ПРИЛОЖЕНИЕ 203
- Понятие о качественной задаче в методике обучения физике
- Система учебных качественных физических задач
- Структура деятельности при решении качественных задач
Введение к работе
В последнее десятилетие система школьного образования претерпела глубокие изменения. Произошел переход от безличностной педагогической парадигмы к личностно-ориентированнои, сконцентрированной на интересах и потребностях ребенка, от унитарной и унифицированной - к многообразной и вариативной, от "знаниевой" - к деятельностной. Повышение роли информации в жизни современного общества привело к возрастанию требований, предъявляемых к уровню образования выпускников средних школ. В современном обществе хорошее образование заключается не только в том, чтобы выпускник хорошо усвоил систему понятий и умозаключений, но и чтобы он овладел методологией научного поиска, стал способным к творческой деятельности и ответственности за свою работу. Ученик должен уметь правильно ориентироваться в происходящем вокруг, принимать квалифицированные решения, а для этого он должен научиться анализировать весь комплекс факторов, влияющих на протекание процессов, выдвигать и доказывать гипотезы, осмысливать реальные и возможные результаты собственных действий. Еще более высокие требования предъявляет современное общество к выпускникам инновационных образовательных учреждений — гимназий и лицеев с углубленным изучением отдельных предметов, ведь они должны составить в недалеком будущем научную, техническую и политическую элиту нашего общества.
Вместе с тем исследования качества знаний и умений учащихся средних школ подтверждают тот факт, что большинство из них усваивает программу по физике лишь на репродуктивном уровне. Такие исследования указывают на слабое понимание сущности изучаемых понятий, а, соответственно, неумение применить общие законы и принципы в конкретных ситуациях. Это проявляется «в повторяющихся из года в год формальных, излишне схематизированных, упрощенных и вообще неверных взглядах и представлениях учащихся, сформированности у них непродуктивных способов и приемов мышления, отсутствии логической культуры» (А. В. Коржуев).
Одной из причин этих недостатков современного образования, по нашему мнению, является дефицит времени, который связан в первую очередь с перегруженностью содержания школьного курса физики. По всей видимости, стремление к расширению информационного пространства курса ведет к поверхностному, необдуманному заучиванию и, как результат, к снижению качества знаний. Это усугубляется еще и тем, что в большинстве современных учебниках физики до сих пор преобладает информационно-объяснительный подход, а изучаемый в школьном курсе физики материал слабо связан с повседневным опытом и когнитивными интересами учащихся. Но противоположный процесс сокращения учебных программ, при поверхностном, исключительно качественном рассмотрении многих важных вопросов, также не допустим, особенно для лицеев и классов с углубленным изучением физики. Таким образом, информационно-насыщенный курс физики необходим, однако традиционные методы обучения зачастую приводят к формальному освоению курса и не позволяют реализовать весь потенциал физики как учебного предмета. Где же выход из создавшейся ситуации?
По нашему мнению, для решения данной проблемы необходимо широкое использование приемов учебной деятельности, усиливающих познавательную активность и способствующих развитию школьников при высоком уровне усвоения школьного курса физики. Одним из таких приемов является систематическое использование на различных этапах обучения качественных учебных задач. Ведь решение таких задач требует анализа физической сущности явления, построения гипотез и их обоснования, а соответственно способствует развитию логического и образного мышления. К тому же правильное решение школьниками качественных задач указывает на осознанность их знаний и отсутствие формализма. Поэтому применение качественных задач позволит в значительной мере преодолеть многие негативные тенденции, имеющие место в процессе преподавания школьного курса физики, а также значительно уменьшить проблемы, возникающие при изучении углубленного курса физики, такие, как возрастание абстрактности научных понятий и рассуждений, повышение порога доступности, сильная формализация многих теорий с применением сложной математики, за которой порой теряется физический смысл; уменьшение значения и удельного веса вопросов, объясняющих нашу действительность, а также вопросов прикладного характера. Овладение методами решения качественных задач позволит учащимся творчески применить их к решению самых разнообразных задач и самостоятельно расширить сферу собственных знаний. Именно этот фактор способствует развитию интеллектуальной инициативы и творческой активности учащихся. Особенно важным является использование качественных задач в основной школе, где большая часть материала рассматривается на качественном уровне.
Естественно, что качественные задачи - явление для нас далеко не новое, они появились в русской методической литературе около 200 лет назад. Широко известны занимательные книги Я. И. Перельмана, сборники качественных задач М. Е. Тульчинского, творческие задания В. Г. Разумовского и Ф. И. Малафеева. Однако эти пособия созданы достаточно давно (30-60-е гг. XX в.), многие задачи при этом психологически и морально устарели и не отвечают духу нового времени. За это время значительно расширилось информационное поле учащихся, многие неизвестные ранее приборы и объекты стали доступны для использования и непосредственного исследования в школе (наполненные гелием шары, лазеры, CD-диски, микроволновые печи и многое другое). Естественно, что и в последнее время появляются подобные сборники качественных задач, но в них не так много оригинальных задач, нет нового подхода, к тому же наука до сих пор не выработала достаточно эффективной методики работы с качественными задачами. Такие учебные пособия в основном рассчитаны для преподавания физики на базовом уровне и содержат мало задач повышенной сложности, а в связи с новыми процессами, затронувшими современную школу (компьютерное, экологическое, экономическое воспитание и т.п.), жизнь требует новых нестандартных задач как средств усвоения. Задачи должны быть личностно значимыми, увлекать учащихся, формировать интерес к окружающему нас миру, к жизни.
И не смотря на то, что методике решения физических задач посвящены специальные пособия и руководства, диссертационные исследования и многочисленные статьи в методических журналах, проблеме использования непосредственно качественных задач и методике их решения уделяется очень мало внимания (два диссертационных исследования М. Е. Тульчинского и Б. Мирзоева и несколько методических пособий). Недостаточно разработаны и не нашли должного отражения в методической литературе вопросы о прие
мах постановки качественных задач, их подборе, системном использовании и рациональных методах решения. В то же время с появлением уровневой дифференциации, курсов по выбору, профильных школ и классов остро встал вопрос о методическом обеспечении и, в частности, о методике использования качественных задач при углубленном обучении физике. А для современных учителей, как и десятки лет назад, организация работы по решению качественных задач с учащимися является одним из наиболее трудных звеньев в преподавании физики. Современная практика показывает, что и у школьников, и у учителей при решении качественных задач возникает много затруднений. Тому существует несколько причин: отсутствие должного внимания к качественным задачам со стороны учителей, недооценка их роли и места в преподавании физики; упрощенные представления о самих качественных задачах (устные значит простые); отсутствие методик по их решению и использованию в учебном процессе; отсутствие хороших задачников и подробных образцов действий по решению качественных задач.
Отсутствие теории решения и использования качественных задач указывает как на трудность этой проблемы, так и на недостаточное внимание к ней со стороны исследователей. Но не стоит забывать, что качественные задачи занимают важное место и в физической науке и в системе современного физического образования, в том числе для развития и воспитания личности. Таким образом, накопленный опыт работы с качественными физическими задачами на данном этапе развития методики преподавания физики требуется теоретически осмыслить и обобщить. Необходимо выделить и осознать проблемы, определить основные этапы обучения учащихся решению качественных задач и методы решения, указать формы и приемы использования качественных задач в учебном процессе, раскрыть их сущность и на конкретных примерах показать их применение.
Объектом исследования является процесс использования качественных школьных учебных физических задач в школах и классах с углубленным изучением физики.
Предмет исследования - методика использования качественных школьных учебных физических задач при углубленном изучении физики в основной школе.
Цель исследования заключается в разработке эффективной системы использования качественных физических задач в процессе углубленного изучения физики.
Гипотеза исследования: повышение эффективности использования качественных учебных физических задач, в частности, связанное с формированием следующих умений:
• обосновывать свои догадки и предположения; выделять и анализировать задачную ситуацию;
• находить причины физических явлений, строить модели физических объектов и явлений;
• составлять физические вопросы и задачи, лучше решать типичные физические задачи,
может быть обеспечено отношением учителей к задачам такого вида, как к целостному методическому средству, и организацией системы работы со школьными учебными качественными физическими задачами.
Из цели и гипотезы вытекают следующие задачи исследования:
1) изучить практику решения качественных задач в школе, в том числе при углубленном изучении физики;
2) выделить и осмыслить проблему использования качественных задач в методике обучения физике; причину их «непопулярности» в современной школе;
3) обосновать необходимость и целесообразность их систематического использования в процессе обучения;
4) уточнить методику решения качественных задач;
5) разработать теоретическую концепцию использования качественных задач при углубленном изучении физики в основной школе;
6) разработать содержание и методику использования качественных задач на примере изучения темы «Тепловые явления»;
7) методами педагогического эксперимента доказать эффективность предложенной методики работы с качественными задачами.
Методология и теория исследования базируются на трудах, посвященных теории развивающего обучения (В. В. Давыдов); развитию творческих способностей учащихся в процессе обучения физике, в том числе усвоению методов научного познания (В. Г. Разумовский); развитию мышления и мировоззрения школьников (В. В. Мултановский, Ю. А. Сауров); проблемному обучению на уроках физики (Р. И. Малафеев, A.M. Матюшкин); формированию познавательной активности школьников (В. С. Данюшенков); применению задач в обучении (Г. А. Балл, Л. М. Фридман, А. Ф. Эсаулов); исследованию процессов решения задач (Л. Л. Гурова, И. И. Ильясов, Ю. Н. Кулюткин, А. В. Шевырев); обучению учащихся решению задач по физике (Г. П. Степанова, Н. Н. Тулькибаева, С. В. Анофрикова, В. Г. Петросян); работе с одаренными учащимися (А. В. Хуторской).
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
теоретические: анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; системно-структурный подход к процессу решения и использования качественных задач в процессе обучения, теоретическое обобщение, абстрактно-логический анализ и синтез представлений при построении концепции и частной методики; проектирование методических материалов;
экспериментальные: констатирующий и формирующий педагогический эксперимент; анкетирование, беседа, наблюдение за процессом обучения; личное преподавание; внедрение разработанной методики в практику обучения физике, праксиметрические (анализ результатов деятельности учащихся) и статистические методы обработки результатов педагогического эксперимента.
Научная новизна настоящего исследования заключается в: 1) построении теоретической концепции использования качественных учебных физических задач, включающей:
а) идею системного подхода к качественным физическим задачам, распространенную на определение задачи, ее структуру, подбор задач и их использование в учебном процессе;
б) расширение представлений о видах качественных задач и их дидактических возможностях;
в) принципы построения системы учебных качественных задач и принципы их использования при углубленном изучении физики;
г) модель деятельности ученика при решении качественной задачи;
2) разработке методики использования качественных задач, выраженной:
а) в создании сборника качественных задач для углубленного изучения физики в основной школе по теме «Строение вещества. Тепловые явления» и образцов решения качественных задач;
б) в построении приемов и методов организации учебных занятий с опорой на систему качественных физических задач на примере изучения тепловых и электрических явлений (основная школа).
Теоретическая значимость исследования заключается в создании целостной теоретической концепции использования качественных задач при углубленном изучении физики в основной школе.
Практическая значимость исследования состоит в том, что предложенная концепция использования качественных задач в процессе углубленного изучения физики доведена до конкретной методики изучения некоторых тем в основной школе: «Строение вещества», «Тепловые явления» и «Электрические явления». Разработанная методика воплощена в форму дидактического пособия для учащихся [84, 85] и моделей уроков для учителей [177-180].
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в ходе личного преподавания по предложенной методике в Кировском физико-математическом лицее, а также в ходе внедрения методики в практику обучения средней школы №3 г. Кирово-Чепецка и применения сборника качественных задач в преподавании физики в средней школе № 51 г. Кирова и Кировском лицее естественных наук; в ходе подготовки и проведения лицейских физических олимпиад, при подготовке учащихся лицея к областным, зональным и российским олимпиадам по физике.
Основные практические результаты и теоретические выводы исследования докладывались и обсуждались на республиканской конференции «Модели и моделирование в методике обучения физике» (Киров, 2000), на регио
нальной конференции «Факты и проблемы практики менеджмента» (Киров, 2001), на областном семинаре «Работа с одаренными детьми: опыт, проблемы, перспективы» (Киров, 2002), на всероссийских научно-практических конференциях «Опыт работы с одаренными детьми в современной России» (Москва, 2003) и «Учебный физический эксперимент: Актуальные проблемы. Современные решения» (Глазов, 2003), на курсах повышения квалификации в областном институте усовершенствования учителей, на заседаниях методического объединения учителей физики КФМЛ и кафедры дидактики физики Вятского ГТУ (1999, 2001, 2002).
Результаты исследования представлены в 13 публикациях [69, 81 — 88, 177-180].
На защиту выносятся следующие результаты исследования:
1. Теоретическая концепция использования качественных задач в процессе углубленного изучения физики в основной школе.
2. Методика использования качественных физических задач при изучении конкретных тем («Электрические явления», «Тепловые явления»), построенная с учетом предложенной концепции.
3. Доказательство эффективности разработанной методики.
В диссертации нашел отражение тринадцатилетний педагогический опыт ее автора, включающий в себя преподавание физики на очном и заочном отделениях Кировского физико-математического лицея, а также ведение факультативных занятий по подготовке учащихся к участию в физических олимпиадах разного уровня.
Понятие о качественной задаче в методике обучения физике
. Большинство современных психологов считают, что процессы познания и мышления не могут протекать без постановки и решения разнообразных задач. Но в то же время, хотя понятие "задача" стало предметом многих наук - кибернетики, психологии, педагогики и др., данный термин до сих пор остается самым сложным для определения. Пионер в области решения задач Дж. Полья предложил следующее определение: «Решение задачи означает поиск и нахождение пути выхода из затруднения, обхода препятствия и достижения цели — пути, который изначально не был виден отчетливо» [234]. Педагоги и дидакты считают, что задача - это поставленная цель, которую стремятся достигнуть; поручение или задание; «ситуация, требующая от субъекта некоторых действий» [37, с. 16] и т.п. В психологической литературе термин "задача" (как и соответствующие иноязычные термины "problem", "tastf и др.) употребляется в самых разных значениях. Чаще всего, в особенности в зарубежной психологии, задача трактуется как некий внешний фактор, детерминирующий активность субъекта. Вместе с тем, в трудах советских психологов С. Л. Рубинштейна, А. Н. Леонтьева, Г. С. Костюка и других, был развит подход к задаче, позволяющий учесть не только внешние, но и внутренние источники активности (см. [171, с. 152], [115, с. 7]). Например, Г. С. Костюк под задачей понимает «ситуацию, требующую от субъекта некоторого действия, направленного на нахождение неизвестного на основе использования его связей с известным» [109], А. Ф. Эсаулов, как «более или менее определенные системы информационных процессов, несогласованное или даже противоречивое соотношение между которыми вызывает потребность в их преобразовании» [229]. Однако не будем подробно останавливаться на трактовке различных определений понятия "задача". Отметим лишь, что этот вопрос получил достаточное освещение в научной литературе [3, 22, 52, 90, 112, 152, 213 и др.].
Также стоит отметить, что человек начинает мыслить тогда, когда у него возникает потребность что-либо понять, когда обсуждаемая задача для ученика является лично значимой и несет познавательную нагрузку. Поэтому А. М. Матюшкин предложил различать задачу как объективно существующий объект и проблемную ситуацию как субъективный эквивалент задачи, состоящий в ее принятии, в возникновении проблемы и мотивации к ее решению в сознании субъекта [79, с. 27].
В дидактике, говоря о задаче, имеют в виду учебную задачу. Так Д. Б. Эльконин называет учебной задачей ситуацию, позволяющую решающему непосредственно овладеть некоторым процессом, способом, принципом или механизмом выполнения каких-либо практически значимых действий. Таким образом, основное назначение учебной задачи заключается в усвоении самого действия, направленного на овладение системой действенных знаний. Частные методики преподавания оперируют определениями учебных задач, отнесенных к конкретным дисциплинам. В частности, учебная физическая задача, по мнению В. Е. Володарского, - «это небольшая (учебная) физическая проблема, которая решается с помощью логических операций, физической терминологии, законов и методов физики с целью овладения новыми знаниями и умениями» [37, с. 16].
По мнению многих исследователей, к физическим учебным задачам целесообразно подходить с позиций кибернетики, определяя задачу как систему, включающую задачную подсистему, рассматриваемую в ее отношении к решающей подсистеме [219]. Основными компонентами задачной подсистемы являются: данные и требование, а основными компонентами решающей подсистемы — научные методы и способы решения задачи. Очевидно, что компоненты задачной подсистемы являются объективным фактором задачи, а компоненты решающей подсистемы - субъективным. Таким образом, «задача появляется для субъекта при условии, если она предполагает для достижения требований ситуаций задачи определенных преобразований со стороны решающего» [206, с.П]. Применяя такое системное представление к качественным учебным физическим задачам, проанализируем их в данном параграфе с точки зрения задачной подсистемы, во второй главе - рассмотрим дидактическую систему качественных задач и теоретические основы реализации этой системы, а в третьей главе рассмотрим качественные задачи с точки зрения решающей подсистемы и особенностей практического использования.
Система учебных качественных физических задач
Широко известно, что учебные задачи выполняют разнообразные функции, присущие им как методу обучения (см. п. 1.3.4). Но выполнять все функции вместе может только определенная система задач. Однако в современной школе сложилось достаточно стихийное отношение к качественным задачам. Как показало анкетирование учителей г. Кирова и Кировской области, качественные задачи в процессе преподавания физики используются от случая к случаю, без какой-либо системы [82].
Интересное исследование существующих систем учебных физических задач провели А. В. Усова и Н. Н. Тулькибаева в конце 80-х гг. [198, 206]. Так как именно школьный учебник «определяет содержание формируемых знаний, задает программу формирования у учащихся умений и навыков», то предметом детального исследования стала система задач в упражнениях из стандартных школьных учебников того времени. Оказалось, что большая часть задач ориентирована на формирование физических понятий, и совсем незначительная часть задач способствует формированию других элементов знаний. Анализ показал также, что в основном (80 %) задачи предполагают определение значения той или иной физической величины, и только 14% задач способствуют уяснению сущности явления, а 2% — выявлению свойств тел и веществ.
Подчеркивая большую роль качественных задач в учебном процессе, А. В. Усова и Н. Н. Тулькибаева рассмотрели упражнения в учебниках с точки зрения соотношения в них качественных и количественных задач (диаграмма 3). Они подсчитали, что из задач (в учебниках), решаемых за 5 лет изучения физики, только 30% приходится на качественные задачи и около 70% на количественные [198, с. 47]. Причем качественные задачи в основном имеют характер качественных вопросов репродуктивного характера. При этом соотношение между разными типами задач различное в разных классах и, если в курсе физики младших классов качественные задачи составляют основную часть, то почти совсем отсутствуют в учебнике 9 класса. Подчеркивается и то, что авторы всех школьных учебников ограничились приведением примеров решения только количественных задач, на определение физических величин, а вот образцов действия при работе с качественной задачей авторы учебников не приводят [206].
Что же касается современных учебников физики для основной школы, то здесь больших изменений не произошло. Учебники А. В. Перышкина и Е. М. Гутник, С. В. Громова и Н. А. Родиной в большей степени сохранили основные черты старых учебников (см. табл. 8): мало качественных задач, задач повышенной степени трудности и задач творческого характера. Особо можно выделить только интегрированные учебники «Физика и астрономия» под редакцией А. А. Пинского и В. Г. Разумовского, где широко представлены дополнительные экспериментальные задания для домашнего решения, и учебники Г. Н. Степановой (С.-Пб.: Валери СПД, 2001). Построение последних учебников несколько нетрадиционно: «Вопросы включены в текст - они появляются в том месте, где по смыслу нужно или можно их обсудить. Таким образом, сами вопросы становятся предметом обсуждения и позволяют учащимся в нужном месте текста сделать смысловую паузу, воспользоваться своим жизненным опытом, полученными раньше знаниями или попытаться предсказать что-то» [99]. В конце каждой главы есть "Практикум по решению задач", в котором автор не просто приводит подробный разбор решения типовых задач, а показывает систему рассуждений и форму записи каждого утверждения. При этом разбираются также и качественные задачи.
Другая сторона методического обеспечения учебного процесса - это пособия по решению задач. Из сборников качественных задач классическими являются пособия М. Е. Тульчинского [202-204]. Но они, во-первых, не переиздавались в последнее время и стали практически недоступны современным учителям. Во-вторых, пособие [204] рассчитано для учеников общеобразовательных школ и недостаточно при углубленном изучении физики, а пособие для старших классов [202] содержит немного задач, приемлемых для программы базовой школы. Ну и, в-третьих, реформа школы, в связи с переходом на одиннадцатилетнее образование, привела к изменению программ, поэтому, работая с этими пособиями, учитель должен сам формировать некоторую систему качественных задач. Также отметим, что большинство из известных задачников предназначены для учителя, а не для ученика, так как почти не имеют образцов решения и не знакомят с методами решения качественных задач.
Структура деятельности при решении качественных задач
Качественные задачи обычно связаны с хорошо известными объектами, поэтому они легко воспринимаются учащимися, и те их решают охот нее, чем количественные задачи. Однако правильный ответ при кажущейся простоте задачи удается получить далеко не всегда. И на сегодняшний день не существует эффективных методов управления процессом решения качественных физических задач. Анализ психолого-педагогической литературы, посвященной проблеме организации деятельности по усвоению учащимися процесса решения задач [3, 14, 31, 52, 79, 90, 112, 132, 153, 170, 211, 229 и др.], позво-ляет выделить два основных направления: алгоритмический и эвристический.
В 60-70-е гг. XX в., в связи с развитием кибернетики, появилось немало разработок, связанных с алгоритмическим подходом к решению задач. Были попытки алгоритмизировать процесс решения физических и технических за дач (Г. С. Альтшуллер, И. П. Калошина, В. В. Кириллов, Г. И. Розенблат и др.). )0 Однако на данный момент в методике обучения физике детально разработаны только приемы решения количественных задач, где большое внимание уделяется работе с формулами посредством алгоритмических предписаний. Что же касается вопроса решения качественных задач, то он остается еще малоизученным. Попытку алгоритмизировать деятельность по решению качественных задач предпринял в 1969 г. X. Меншель. В своем исследовании он доказывает, что «большая часть умственных действий по классификации, предсказанию и объяснению физических процессов и явлений может протекать по алгоритмическим предписаниям» [134, с. 13], и предлагает "алгоритмы" решения качественных задач данных видов на движение. В то же время X. Меншель осознает, что творческую деятельность по решению качественных задач алгоритмизировать в чистом виде невозможно, так как объяснение требует, как правило, поиска причин в "неизвестном поле выбора". Поэтому его алгоритмы содержат, как одну из обязательных операций, "спонтанную интуитивную догадку". Осознание того, что алгоритмические и творческие
О процессы тесно переплетаются и могут происходить на всех уровнях обра ботки информации, приводит X. Меншеля к закономерному выводу: поиск областей и средств решения управляется так называемыми "эвристиками".
Вторая тенденция принципиально отрицает продуктивность попыток алгоритмизации творчества, но не отвергает возможность управления этим процессом, предлагая косвенный путь (Ю. Н. Кулюткин, И. И. Ильясов,
В. П. Орехов и др.). Суть этого подхода сводится к созданию условий, благоприятствующих творчеству. Этого добиваются использованием специальных эвристических приемов и стратегий. Особенность таких приемов состоит в том, что они, не детерминируя полностью деятельности субъекта, требуют от него самостоятельного нахождения действий и принятия решения. Причем данные приемы, будучи использованными, не делают задачу сразу же менее
трудной для субъекта, а, согласно А. М. Матюшкину, они увеличивают эффективность мыслительной деятельности, поскольку стремятся обеспечить своеобразное раскрепощение творческих сил и возможностей человека [130, с. 81]. Однако для решения учебных задач чисто эвристические методы не ис LL пользуются. Это связано, в первую очередь, со сложностью управления твор ческой деятельностью, к тому же применение эвристик требует базовых знаний по решению задач. Поэтому для организации мышления при решении качественных физических задач более эффективен третий подход, где имеется место и для алгоритмов действий, и для эвристических процедур. Именно такой подход мы и реализуем в своем исследовании.
В работах Н. А. Менчинской показано, что для управления умственной деятельностью учащихся следует формулировать в виде приема-предписания указания о том, какие операции и в какой последовательности надо выполнять, чтобы решить задачу данного класса. Однако «между психологами до сих пор О не достигнуто согласия относительно того, на какие качественно отличающие ся стадии должен разбиваться процесс решения задачи» [213, с. 395]. В 1926 г. Уоллес предложил четырехэтапную схему решения любых проблем, где решающая роль отводилась интуитивным процессам: подготовка, инкубация, просветление, проверка. Подобные же стадии творческого процесса выделил Ж. Адамар [1]. В 60-80-е гг. XX в. были опубликованы многочисленные исследования по теории решения, где предлагались специфические структуры действий по решению любых задач. Наиболее интересные, с нашей точки зрения, схемы решения задач вынесены в табл. 17 (Приложение). Применительно к решению математических задач такая схема была разработана американским педагогом и математиком Д. Пойа. Его четырехэтапная схема является общепризнанной: ее в том или ином виде воспроизводят авторы более поздних схем решения задач по математике, физике и другим дисциплинам (см. табл. 17).
Обобщенную четырехэтапную структуру решения физических задач предлагали разные исследователи. Так, А. В. Усова и Н. Н. Тулькибаева выделили ознакомление с условием задачи, составление плана ее решения, осуществление решения и проверку полученного решения задачи [206]; Ю. А. Сауров - анализ текста (выделение и качественное описание явления), выдвижение идеи (или плана) решения, выполнение решения, проверка и анализ решения [181, с. 75]. Однако данные обобщенные схемы решения на третьем этапе подразумевают построение и решение математической модели явления и не учитывают специфику качественных задач. Поэтому рассмотрим схемы, разработанные непосредственно для решения качественных физических задач.
Якутов Н. А. (1953) выделил четыре этапа решения задач-вопросов: осознание смысла задачи, описание начального состояния системы, описание изменение состояния системы, объяснение [233]. Однако такой подход применим только для задач на объяснение явлений и не учитывает всего многообразия задач. Тульчинский М. Е. выделил в структуре решения качественных задач пять основных этапов: знакомство с условием задачи, осознание условия, составление плана решения (построение аналитической цепи умозаключений), осуществление плана решения (построение синтетической цепи умозаключений), проверка ответа [201]. Он также предложил методику решения качественных задач путем последовательного применения дедуктивных умозаключений: силлогизмов и полисиллогизмов.
Похожие диссертации на Теория и методика использования качественных задач при углубленном изучении физики
