CC BY
20
ВЕСТН. МОСК. УН-ТА. СЕР. ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ. 2010. № 4
ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОЙ ПЕДАГОГИКИ
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ И ПРОВЕДЕНИЮ ПРАКТИКУМА ПО ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ В ВУЗЕ
М.А. Винник
(учебно-научный Музей землеведения МГУ имени М.В. Ломоносова; e-mail: vin_nik@
mail.ru)
В данной статье показаны преимущества системного подхода при решении образовательных и развивающих задач. Представлены примеры его применения в организации учебного процесса. Представлена методическая система проведения практикума по естествознанию. Раскрыто интегративное свойство отдельного занятия практикума.
Ключевые слова: образование, система, методика, естествознание, практикум, вуз.
На современном этапе развития науки и техники требуется более активно прививать студентам навыки практического применения изучаемых ими наук. Одним из способов осуществления этой задачи в высших учебных заведениях является выполнение обучаемыми лабо-раторно-практических работ. По меткому выражению Г.Д. Кирилловой, "практика выступает как высшая, ничем не ограниченная форма активной деятельности" [1 : 46]. Целенаправленная постановка практикума по естествознанию содействует прочному усвоению теоретического материала, изучению научных методов познания и развитию самостоятельного мышления. Самостоятельное выполнение лабораторно-прак-тических работ — это путь наиболее продуктивного знакомства с целым комплексом естественных наук. Обучаемые "без самостоятельной работы, без применения изучаемой ими теории на практике не в состоянии ни глубоко изучить научных методов познания, ни развить самостоятельного мышления, необходимого для теоретических обобщений, а следовательно, не могут получить прочных знаний" [2 : 12]. На лабора-торно-практических занятиях студенты постигают сущность методов научных исследований, знакомятся с практическими применениями естественных наук, приобретают практические навыки работы с различными инструментами и приборами, приучаются к правильному и рациональному оформлению полученных результатов.
Вместе с тем зачастую классическое университетское образование грешит чрезмерной теоретизацией, студенты не умеют практически
пользоваться теоретическими знаниями. Одна из причин такого серьезного недостатка состоит в том, что часть знаний, пусть даже прочно запечатлевшихся в памяти, оказывается неприменимой, настолько они далеки от реальной практики. Между тем на их приобретение затрачивают многие учебные часы. Избыточную информацию, как правило, оправдывают повышением "общей эрудиции" студентов, но на практике это объяснение себя не оправдывает.
Следует особо отметить одну особенность любого студента — это нетерпимость к механическому заучиванию информации. В отличие от ребенка он твердо знает, что ему совершенно не нужны вызубренные знания, которые почерпнуты только из книги, к реалиям жизни не приспособлены, в практике, возможно, никогда не пригодятся. А коли так, то "обучение должно менять методы — перестать делать основной упор на запоминание информации, а сделать поворот к формированию умения действовать" [3 : 15].
Другими словами, много ненужных знаний дается "на всякий случай", загружая память. По существу, такие знания далеко не всегда полезны, они создают иллюзию обучения, а на самом деле мешают последнему приблизиться к жизни, к практике. По этой причине в ходе учебного процесса теряется весьма значительная часть сообщаемых студентам знаний. Еще больше забывается после обучения, если знания сразу же не получили подкрепления в практическом применении. Это происходит из-за того, что обучение действиям подменено обучением знаниям, а сам процесс приобретения знаний прочно отделен и удален от процесса применения знаний, в то время как "учебная деятельность должна строиться как модель реальной" [3 : 41].
Когда речь идет о профессиональном обучении и его цели, то к нему совершенно не применимы критерии эффективности общеобразовательной школы, где привычной является система оценки успешности подготовки по проценту успеваемости. Если 25% учится на "отлично", 50% — на "хорошо" и "удовлетворительно", а 25% учится на "плохо", то эффективность считается равной 75%, а 25% — это педагогический "брак". При этом не учитывается, что в числе "троечников" немало скрытых "двоечников". Учащийся-"троечник", входящий в разряд успевающих, на деле способен в лучшем случае повторить сообщение педагога или приблизительно пересказать параграф учебника. Такой обучаемый далек от готовности к творческому использованию знаний [3].
В связи с вышесказанным возникает особая потребность в разработке современных практикумов по естествознанию для высших учебных заведений, с помощью которых содержание обучения и деятельность обучаемых при выполнении лабораторно-практических работ будут способствовать развитию самостоятельности в приобретении но-
вых знаний, более глубокому усвоению целого комплекса наук естественно-научного цикла, формированию у студентов современного научного мировоззрения, интереса к естественным наукам. Необходим практикум, который будет способствовать профессиональной направленности выпускников университетов, повышению уровня подготовки специалистов, сможет мотивировать студентов к активному применению практических знаний в профессиональной деятельности.
В основу современного практикума по естествознанию должен быть положен системный подход, т.е. подход, в основе которого лежит рассмотрение объекта (в нашем случае объектом является процесс обучения) как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними, т.е. рассмотрение объекта как системы. Каждый объект в свою очередь должен рассматриваться как большая и сложная система и одновременно как элемент более общей системы.
В основе системного подхода лежат следующие основные принципы.
Целостность, которая позволяет рассматривать одновременно систему как единое целое и в то же время как подсистему для вышестоящих уровней.
Иерархичность строения, т.е. наличие множества (как минимум двух) элементов, расположенных на основе иерархического подчинения элементов низшего уровня элементам более высокого уровня.
Структуризация, позволяющая анализировать элементы системы и их взаимосвязи в рамках конкретной структуры.
Множественность, которая позволяет использовать множество моделей для описания отдельных элементов и системы в целом.
Педагогические системы
Говоря о системном подходе к разработке практикума по естествознанию, нельзя не упомянуть о педагогических системах. По своим характеристикам педагогические системы имеют реальный (по происхождению), социальный (по субстанциональному признаку), сложный (по уровню сложности), открытый (по характеру взаимодействия с внешней средой), динамический (по признаку изменчивости), вероятностный (по способу детерминации), целеустремленный (по наличию целей), самоуправляемый (по признаку управляемости) характер. При условии целеустремленности и динамичности они еще обладают развивающимися свойствами. Педагогические системы являются открытыми, так как между ними и окружающей действительностью происходят информационные процессы. Следует отметить и их динамичность, проявляющуюся в постоянной изменчивости.
Определение педагогической системы дается, как правило, опосредованно, через наложение дополнительных характеристик к общему понятию системы [4]. Одно из наиболее строгих и полных определений, на наш взгляд, дано в Советском энциклопедическом словаре. Педагогическая система — "социально обусловленная целостность взаимодействующих на основе сотрудничества между собой, окружающей средой и ее духовными и материальными ценностями участников педагогического процесса, направленная на формирование и развитие личности" [5]. Под педагогической системой В.П. Беспалько подразумевает "сложную совокупность взаимодействующих элементов частных систем и связей, обеспечивающих возможность воздействовать на течение педагогического процесса, т.е. управлять им" [6 : 73]. Г.М. Код-жаспирова и А.Ю. Коджаспиров характеризуют педагогическую систему как "совокупность взаимосвязанных средств, методов и процессов, необходимых для создания организованного, целенаправленного педагогического влияния на формирование личности с заданными качествами" [7 : 136].
При рассмотрении любой системы особое внимание всегда обращается на ее компоненты, их взаимосвязь, а также на целостность и структуру системы. Так, В.Г. Афанасьев под структурой понимает "внутреннюю организацию целостной системы, представляющую собой специфический способ взаимосвязи, взаимодействия образующих его компонентов" [8 : 107]. М.И. Махмутов описывает структуру как "качественно определенный относительно устойчивый порядок внутренних связей между элементами системы, так что понятие структуры дает важную качественную характеристику связей. Ее можно понимать и как особую упорядоченность элементов системы" [9 : 78].
Системное свойство отдельного занятия практикума по естествознанию
Обычно занятие рассматривается как форма организации процесса обучения. В состав занятия входят: содержание учебного материала, методы, средства и формы обучения. Но даже такой расширенный состав занятия и механическая связь его компонентов дают лишь сумматив-ную систему. Состав процесса обучения и отдельного занятия один и тот же, а свойства у них разные. Причиной является статическая взаимосвязь элементов системы, не порождающая интегративного свойства занятия.
Условием появления нового свойства системы является трансформация занятия как суммативной системы в занятие как единую систему, т.е. преобразование совокупности названных выше компонентов в новую совокупность. Движущей силой, источником такого преобразования является процесс взаимодействия преподавателя и студентов по
разрешению противоречия между целью занятия, педагогическими условиями преобразования учебного материала и способами деятельности студентов. Такое взаимодействие является психологической основой самоорганизации деятельности студентов во время проведения практикума по естествознанию, т.е. выполняет функции, присущие системе [9]. Понятие "этап занятия" может совпадать с понятием "компонент методической структуры". Именно в результате появления такой структуры новым интегративным свойством занятия окажутся его функции, преобразующие структуру учебно-познавательной деятельности обучаемого и формирующие его отношения, тип мыслительной деятельности и мировоззрение. Эти свойства личности не может породить ни один из отдельно взятых компонентов занятия, хотя каждый из них имеет образовательную, развивающую и воспитательную функции. Однако реализуются они только в процессуальном единстве названных компонентов, а потому и порождают интегративное (системное) свойство отдельного занятия как системы. Единство названных компонентов занятия связано с понятием структуры.
Формирование теоретических знаний и обобщенных понятий осуществляется только при систематическом воздействии субъекта познания на объект, что обеспечивается за счет целенаправленной постановки практикума по естествознанию. Развитие студентов в ходе проведения практикума способствует формированию ряда общих умений, необходимых любому человеку:
• организация и контроль своей деятельности;
• анализ и самостоятельное принятие решений на лабораторно-практических занятиях;
• информационное и материально-техническое обеспечение своей деятельности.
Лабораторно-практическое занятие как единица проведения практикума
В психолого-педагогической литературе встречается разнообразное понимание единицы обучения. Г.Д. Кириллова и М.И. Махмутов в этом качестве рассматривают занятие, В.В. Беспалько, Н.П. Маркова, М.Н. Скаткин и Л. Столяров — шаг, Т.И. Шамова — познавательные действия. Так, М.И. Махмутов понятие занятия трактует как важнейшую категорию дидактики, занятие им "рассматривается как система, все элементы которой отражают основные положения современной дидактики и направлены на воспитание учащихся и формирование их познавательной самостоятельности" [9 : 7]. М.Н. Скаткин частями занятия называет шаги, обусловливающие движение к цели. Под шагами М.Н. Скаткин имеет в виду приемы и способы деятельностей преподавания и учения. Тем не менее, сославшись на М.Н. Скаткина, Г.Д. Кириллова указывает,
что компоненты занятия: цель занятия, содержание учебного материала, методы и приемы обучения, способы организации, — взаимодействуя, образуют методическую систему. На занятии они слиты воедино, определяя содержательную, методическую и организационную стороны деятельности преподавателя и обучаемых, образуя две подсистемы: подсистему преподавания и подсистему учения.
В зависимости от предмета исследования единица, которая характеризует целостность учебной деятельности, приобретает определенный состав и имеет свои границы. Согласно требованиям, предъявляемым к целостным системам, единица процесса обучения должна обеспечивать собой взаимосвязь всех компонентов системы и обнаруживать свойственные данной системе тенденции развития. Вместе с тем единица обучения должна:
• содержать процессуальный и содержательный компоненты;
• обеспечивать взаимодействие между деятельностью преподавателя и деятельностью студентов;
• решать определенную методическую цель;
• носить завершенный и циклический характер.
В методической системе проведения практикума по естествознанию наиболее значимой единицей процесса обучения, по нашему мнению, является лабораторно-практическое занятие, обеспечивающее функционирование данной системы. Именно лабораторно-практиче-ское занятие есть основная форма движения обучения, определяемая содержанием, принципами и методами обучения, планируемая и регулируемая преподавателем. Следует отметить, что подход, при котором занятие рассматривается в качестве системы, ставит перед собой необходимость определить:
• основные компоненты системы;
• элемент в построении отдельного лабораторно-практического занятия, выявляющий целостность системы;
• зависимости между компонентами, позволяющие объяснить функционирование системы;
• тенденцию развития системы;
• педагогические условия, обусловливающие развитие системы;
• показатели эффективности системы.
Практикум по естествознанию как система
Что касается практикума по естествознанию, то он, по нашему мнению, должен состоять из двух основных частей: вводной (теоретической) и собственно практической. Что касается отбора материала при подготовке вводной части практикума, то его следует производить с позиций анализа сложных систем и их взаимодействия. То есть систем-
4 ВМУ, педагогическое образование, № 3
ный подход необходимо применять не только при проведении практикума, но также при его разработке и создании.
Так, если мы говорим о практикуме по естествознанию в широком смысле, то Вселенная должна рассматриваться как сверхсложная система, устроенная по принципу иерархического подчинения: скопления галактик, галактики, звездные системы, звезды, планеты звездных систем, Солнечная система, Земля. Земля также, несмотря на свои крошечные размеры во Вселенной, представляет собой сложную систему, состоящую из множества подсистем, возникших в процессе ее эволюции (магнитосфера, ионосфера, атмосфера, гидросфера, биосфера, литосфера, мантия, ядро). Поэтому, с одной стороны, на нее воздействуют надсистемы галактического масштаба и в первую очередь Галактика, а с другой стороны — на это воздействие откликаются ее внутренние подсистемы. Это порождает сложный комплекс взаимодействий между отдельными системами [10].
Основная цель практикума по естествознанию, имеющего подобную структуру, — дать представление о всеобщей системности, грандиозности и чрезвычайной сложности глобальных процессов эволюции Вселенной, Земли и биосферы, детали которых последовательно необходимо раскрывать при изложении материала. А в основе практикума должен лежать сценарий о последовательном возникновении, усложнении и систематизации мира в результате эволюции Вселенной.
Таким образом, системный подход к анализу и изложению теоретической составляющей носит, во-первых, структурированный и логичный характер, а во-вторых, показывает, что корни современного естествознания зиждутся на целом комплексе наук естественно-научного цикла. Что касается деятельностной составляющей практикума, то она должна найти свое отражение в практической части лабора-торно-практических работ. На основе анализа научной и методической литературы можно сформулировать следующие основные требования к лабораторно-практическим работам практикума:
• работы должны достаточно полно представлять основные вопросы естественных наук;
• не должны требовать больших затрат времени на наблюдения, измерения и обработку результатов;
• в работах должны присутствовать материалы, основанные на современных научных достижениях и исследованиях;
• должны быть достаточно наглядными и доступными для выполнения;
• последовательность лабораторно-практических работ должна соответствовать программам высших учебных заведений;
• работы должны быть удобны для осуществления быстрого контроля и оценки деятельности студентов;
• работы должны способствовать сознательному и прочному усвоению теоретических знаний;
• работы должны быть связаны с жизненной практикой и обладать воспитательным потенциалом;
• должны предоставлять возможность самообучения;
• не должны требовать дорогостоящих технических средств обучения;
• должны исключать необходимость специального заучивания информации до начала ее применения;
• теория и практика в лабораторно-практических работах должны выступать как целое;
• должны допускать использование программной поддержки для обработки результатов измерений и наблюдений.
При разработке программной поддержки для практикума по естествознанию предлагается руководствоваться следующими основными требованиями:
• за программной поддержкой должны остаться оформительские, а за студентом — наиболее интеллектуальные функции;
• программная поддержка должна обеспечивать возможность дистанционного проведения лабораторно-практических работ;
• программная поддержка должна давать возможность решать любые естественно-научные задачи;
• пакет используемых программ не должен требовать больших временных затрат на его освоение;
• программная поддержка должна позволить обучаемому видеть логику выполнения каждой лабораторно-практической работы;
• поддержка должна способствовать индивидуализации процесса обучения и делать его практически безошибочным для студентов;
• использование программных средств обучения должно не только увеличить объем знаний обучаемых, но и значительно рационализировать использование учебного времени, позволяя больше внимания уделять отработке практических умений и навыков при выполнении лабораторно-практических работ.
Кроме того, деятельностная часть практикума по естествознанию может быть представлена в виде информационной среды "Виртуальная учебно-исследовательская лаборатория" [11, 12]. В состав такой "Виртуальной лаборатории" должны входить:
1) методическое обеспечение (инструкции, обеспечивающие функционирование системы);
2) информационное обеспечение (базы, банки данных, необходимые при проведении практических работ);
3) программное обеспечение (функциональные настройки и возможности информационной среды "Виртуальная лаборатория").
Ядром "Виртуальной лаборатории" должно являться информационное обеспечение, которое в сочетании с ядром геометрического моделирования обусловливает функционирование информационной среды. Каждая работа в "Виртуальной лаборатории" должна иметь унифицированную структуру, что позволяет в короткие сроки настроить информационную среду под решение конкретных задач. Особым достоинством подобной "Виртуальной лаборатории" является визуализация изучаемых природных явлений и процессов.
Подводя итог, следует сказать, что содержание лабораторно-прак-тических занятий должно быть построено таким образом, чтобы:
• теоретический материал не только позволял углубить знания студента, но и являлся фундаментом для создания новых умозаключений, способствовал активизации мышления;
• практикум был направлен не только на отработку умений применять те или иные методы познания в астрономии, физике, химии, но также демонстрировал связь со многими другими естественными науками, что будет способствовать развитию критичности и гибкости мышления студента.
Список литературы
1. Кириллова Т.Д. Совершенствование урока как целостной системы. Л.: Лениздат, 1983. 76 с.
2. ДагаевМ.М. Содержание и методика проведения лабораторных занятий по астрономии в педагогических институтах: Дис. ... канд. пед. наук. М., 1963. 407 с.
3. Бадмаев Б.Ц. Психология и методика ускоренного обучения. М.: ВЛАДОС, 1998. 272 с.
4. Беспалько В.П. Основы теории педагогических систем. (Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения технических обучающих систем.) Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1977. 304 с.
5. Советский энциклопедический словарь / Под ред. А.М. Прохорова. М.: Советская энциклопедия, 1989. 1633 с.
6. Беспалько В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. М.: Высшая школа, 1970. 299 с.
7. Коджаспирова Г.М., Коджаспиров А.Ю. Педагогический словарь: Для студентов высш. и сред. пед. учеб. заведений. М.: Академия, 2000. 176 с.
8. Афанасьев В.Г. Системность и общество. М.: Политиздат, 1980. 368 с.
9. Махмутов М.И. Современный урок. М.: Педагогика, 1985. 184 с.
10. Сурдин В.Г. Астрономия: век XXI / Ред.-сост. В.Г. Сурдин. Фрязино: Век 2, 2008. 608 с.
11. Винник М.А. Использование современных информационных технологий при изложении астрономических основ курса "Концепции современного естествознания" // Математика. Компьютер. Образование: 17-я Междунар. конф., 25-30 января 2010 г. (МГУ). Дубна, 2010. С. 396.
12. Винник М.А. Системный подход к изложению основ курса "Концепции современного естествознания" // Физическое образование: проблемы и перспективы развития: Мат-лы 9-й Междунар. науч.-метод. конф., 1-4 марта 2010 г. (МПГУ; РГУ им. С.А. Есенина). М.; Рязань, 2010. С. 113-114.
SYSTEMS APPROACH TO DESIGN AND CONDUCT
A WORKSHOP ON SCIENCE IN HIGH SCHOOL
MA Vinnik
This article shows the benefits of a systematic approach in addressing the educational and developmental problems. The examples of its application in the organization of educational process. Submitted methodical system of a workshop on science. Revealed integrative properties of the individual sessions of the workshop.
Key words: education, system, technique, science, workshop, university.
Сведения об авторе
Винник Михаил Анатольевич — кандидат педагогических наук, докторант, научный сотрудник учебно-научного Музея землеведения Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Тел. (495) 939-45-10, 517-48-96; e-mail: vin nik@mail.ru
