Моделирование познавательной деятельности студентов при изучении физики Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 378.02: 372.8

Савченко НинаДмитриевна Nina Savchenko

Бурилова Светлана Юрьевна Svetlana Burilova

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКИ

MODELING OF COGNITIVE ACTIVITY OF STUDENTS BY STUDYING PHYSICS

Рассмотрены причины и следствия неэффективности традиционной методики обучения в вузе. Авторы предлагают методику обучения на основе деятельностного подхода. Процесс формирования интеллектуальных действий становится управляемым и доступным для внешней регуляции, если исключается пропуск отдельных звеньев в фазе развернутого исполнения действия. Для этого организуется строгая последовательность систематизированных упражнений, придающих формируемому действию заранее запланированные качества

Ключевые слова: познавательная деятельность, систематизированные упражнения

The reasons and consequences of the inefficient traditional technique of training are considered in the article. The authors offer a technique of training on the basis of cognitive activity. The process of formation of intellectual actions becomes accessible for external control, if the miss of separate parts in a phase of the developed execution of action is excluded. For this purpose the definite sequence of systematized exercises giving the beforehand planned qualities to formed action is organized

Key words: cognitive activity, systematized exercises

В системе общего образования формирование знаний о разнообразных процессах в природе, технике и обществе выступает как основная конечная цель обучения. Профессиональная школа призвана готовить специалистов, умеющих видеть проблемы и пути их преодоления, ставить и решать задачи управления различными процессами. В этой системе знания являются не целью, а инструментом профессиональной деятельности. Основной же целью и предметом моделирования учебного процесса в высшей школе должно быть формирование деятельности по решению задач на основе знаний.

Принципиальным недостатком традиционного обучения является отсроченный контроль деятельности студентов по

ее конечному результату: решению задачи, отчету к лабораторной работе и тому подобное. Сам же процесс формирования познавательной деятельности обычно не рассматривается преподавателем как самостоятельная педагогическая проблема и, стало быть, остается скрытым, стихийным, неосознаваемым. Перечислим некоторые следствия этой системы, регулярно констатируемые по результатам итогового контроля подготовки студентов:

— сдвинутая в сторону низких баллов гауссова кривая результативности обучения;

— формализм знаний, проявляющийся в неумении применить сформулированное определение или закон в конкретной ситуации;

— неустойчивость сформировавшихся умений, в результате чего правильные и ошибочные действия чередуются нерегулярно при варьировании несущественных признаков задачной ситуации;

— резкий спад результативности при переходе к комплексным заданиям, требующим применения знаний из нескольких тем и разделов;

— существенная зависимость результатов от объема учебного материала и степени отсроченное™ контроля;

— большой разброс по времени и усилиям, затрачиваемым на достижение приемлемых результатов;

— узкая зона переноса усвоенных навыков на другие предметные области и на процесс освоения новых действий, то есть отсутствие развивающего эффекта обучения.

Причиной названных недостатков являются изначальные дефекты ориентировочной основы деятельности, возникающие в латентный период ее формирования, когда преподаватель выдает студентам некоторую информацию, затем задание и оставляет их один на один с учебным материалом вплоть до проведения плановых контрольных мероприятий. А поскольку контроль ведется по конечному результату, исправить эти дефекты уже невозможно.

Любое интеллектуальное действие не возникает одномоментно — это сложный психический процесс, который проходит определенный цикл развития, трансформируясь в нескольких направлениях:

— от развернутого пооперационного исполнения к свернутому;

— от внешнего побуждения к внутренней саморегуляции;

— от внешнего контроля к самоконтролю;

— от осознанности выполняемой деятельности к автоматизации.

Успешность освоения действия всецело определяется условиями его формирования. Если при развернутом исполнении были пропущены отдельные звенья — этот дефект обнаружит себя при свернутом исполнении. Если отдельные операции не были первоначально осознаны — любое варьирование ус-

ловий приведет к серьезным затруднениям и ошибкам. Если на стадии формирования действия не было специализированных заданий, побуждающих студентов к самоконтролю на основе определенных критериев

— при итоговом контроле студент не заметит даже явной неправдоподобности полученного результата.

По нашему мнению, основным резервом повышения эффективности подготовки студентов является разработка такой технологии обучения, при которой процесс формирования деятельности, связанной с применением получаемых студентами знаний, целенаправленно моделируется преподавателем.

Для моделирования познавательной деятельности студентов при изучении курса физики нами был применен деятельностный подход. В соответствии с этим подходом ведущим системообразующим фактором в обучении является деятельность, ее приемы. Студенты, выполняя заданную деятельность, овладевают ее приемами, Приемы деятельности, будучи сформированными у студентов, становятся их умениями и, главное, приемами их мышления. При таком подходе приемы деятельности составляют значительную часть содержания обучения и являются предметом специального целенаправленного формирования [1]. Во-первых, это означает, что помимо предметно-содержательной информации необходимо обеспечить студентов схемой полной ориентировочной основы исполняемого действия, включающей три уровня ориентировки: смысловую, функциональную и исполнительскую. Во-вторых, необходимо создать такую среду, которая делает процесс формирования интеллектуальных действий управляемым, доступным для внешней регуляции на начальных этапах.

В рамках курса физики основными видами деятельности являются работа с понятийным аппаратом, решение задач, работа с лабораторными установками и обработка экспериментальных результатов. Эта обучающая среда должна создать такое взаимодействие студента с учебным материалом, при котором:

— исключается пропуск отдельных звеньев в фазе развернутого исполнения действия;

— организуется строгая последовательность особым образом систематизированных упражнений, придающих формируемому действию заранее запланированные качества;

— обеспечивается оперативная обратная связь, позволяющая студентам самостоятельно корректировать свои действия до того, как их результат будет вынесен на оценку преподавателем.

Поясним более детально, что означает требование создания особым образом систематизированных упражнений. Обычно систематизация ограничивается предметным содержанием. Например, задания на расчет напряженности электрического поля, задания на расчет работы при перемещении заряда в электрическом иоле и т.д. Здесь же речь идет о создании такой системы упражнений, которая сообщает знаниям студентов требуемые качества:

— разумность, то есть выполнение действий не на основе формальных признаков, а на основе понимания существенных связей и отношений;

— осознанность, то есть умение обосновать свой выбор;

— помехоустойчивость по отношению к вариациям несущественных признаков;

— самоконтроль и тому подобное.

Поэтому упражнения подбираются

и группируются по другим основаниям и должны предъявляться в строго определенной последовательности. Приведем примеры заданий с указанными дидактическими функциями.

1. Задание на осознание причинноследственных связей.

В некоторой точке А существует электрическое поле с напряженностью Е. Известны следующие формулы для вычисления напряженности поля в разных конкретных ситуациях:

Е = Е/д; (1)

Е = кд/(г2); (2)

Е = 2кд/(г1). (3)

Как изменится напряженность поля в

точке А при увеличении заряда ц в два раза, если:

а) заряд ц помещен в точку А и на него действует сила 1Е\

б) заряд ц — точечный и находится на расстоянии г от точки А;

в) заряд д равномерно распределен по нити длиной /, точка А находится на расстоянии г от нити симметрично относительно ее концов (длина нити I много больше расстояния г)?

2. Задание на понимание функциональных связей.

Электрическое поле создано точечным зарядом, при этом его напряженность в точке А в два раза больше напряженности поля в точке В. Во сколько раз потенциал поля в точке А больше, чем потенциал в точке 5?

3. Задание на дифференцировку существенных и несущественных признаков.

Два физических маятника одинаковой формы и размера сделаны из разных материалов, причем плотность материала первого маятника больше плотности материала второго маятника. Сравнить периоды колебаний этих маятников.

4. Задание на обеспечение помехоустойчивости и критичности мышления (задание с неполными или избыточными данными).

Два заряда создают иоле в точке А, при этом напряженность поля от первого заряда составляет 3 В/см, а от второго — 4 В/ см. Чему равна напряженность результирующего поля в точке А?

5. Задание на перекодирование информации.

Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Сформулируйте понятие «красная граница фотоэффекта», с учетом этого понятия изобразите график зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Отметьте на графике красную границу фотоэффекта.

6. Задание на формирование оценочных суждений.

Можно ли использовать цинковую пластинку в опытах по фотоэффекту, если экспериментатор имеет возможность изме-

нять длину волны источника излучения от 240 до 360 нмЧ Ответ обоснуйте.

7. Задание на формирование критериев для самоконтроля.

Имеется три одинаковых резистора с сопротивлением И каждый. Два из них соединены параллельно, а третий — последовательно к первым двум. При расчете общего сопротивления студентами были получены следующие результаты: Ж; 2Я; 1,Ж;

0,67Я (ни один из результатов не является верным!). Можете ли вы оценить, не производя полного расчета, какой из результатов наиболее правдоподобен? Запишите в виде двойного неравенства критерий, по которому может быть сделана оценка правдоподобности.

Предложенная система заданий показывает, что дидактическая функция упражнений состоит не в закреплении знаний, а в целенаправленном видоизменении психологической структуры действий, формиру-

емых на основе знаний.

Реализовать предложенную модель обучения только во время аудиторных занятий не представляется возможным, поэтому для формирования функционального и исполнительского уровней ориентировки различных видов учебной деятельности разработана система тренингов, которая предназначена для самостоятельной рабо-тыстудентов [2].

Таким образом, моделирование познавательной деятельности студентов при изучении физики предполагает:

— выявление состава ориентировочной основы для каждого вида формируемой деятельности;

— определение требований к качествам и уровню формируемой деятельности;

— разработку системы упражнений, обеспечивающих формирование деятельности на заданном уровне и с заданными качествами.

Литература

1. Гальперин П.Я. Лекции по психологии: учеб. пособие для студентов вузов. — 2-е изд. — М: КДУ, 2005. - 400 с.

2. Моделирование учебного процесса студентов по физике в условиях интерактивной среды: отчет о НИР (промежуточный): Всерос. науч.-техн. информ. центр; рук. С.Ю. Бурилова;

исполн.: Н.Д. Савченко. — М., — 2006. — 46 с.

— инв. № 02200603194.

Коротко об авторах______________________________

Савченко Н.Д., канд. пед. наук, доцент кафедры физики, Читинский государственный университет (ЧитГУ)

Служ. тел.: (3022) 41-71-19

Научные интересы: педагогическая психология, методика преподавания физики

Бурилова С.Ю., канд. пед. наук, доцент кафедры физики, Читинский государственный университет (ЧитГУ)

qee2000@mail.ru

Научные интересы: психолого-педагогические аспекты высшего образования

BHÔflnorp.: C. 38 - 39. - № TP 01200604775. _____________________Briefly about the authors

N. Savchenko, Candidate of pedagogical sciences, assistant professor of physics department, Chita state university

Scientifics interests: pedagogical psychology, teaching methods of physics

S. Burilova, Candidate of pedagogical sciences, assistant professor of physics department, Chita state university

Scientifics interests: Psychological and pedagogical problems of higher school