CC BY
70
УДК 37(571.1/5)
Е. А. Шимко, преподаватель АлтГПА, г. Барнаул
ОБОБЩЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ
Рассматриваются способы обобщения и систематизации представлений о физических явлениях, процессах, эффектах, что обеспечивает единство предметных и методологических знаний учащихся.
Ключевые слова: предметные знания, методологические знания, способы научного познания
Чтобы проникнуть в суть и структуру усвоения знаний как мыслительной деятельности, в науке применяются различные теоретические и эмпирические методы познания закономерностей и путей формирования мышления. Значительные исследования, посвященные анализу мышления школьников, были проведены Д.Н. Богоявленским и Н.А. Менчинской, В.В. Давыдовым, А.З. Заком, М.К. Мамардашвили и др. В работах этих авторов развитие мышления рассматривалось в контексте обучаемости, то есть в контексте общей способности к усвоению знаний. Процесс усвоения знаний тесно связывается с умственным развитием школьников, со сформирован-ностью мыслительных операций (анализом, синтезом, сравнением, систематизацией, обобщением и т.д.), со свойствами ума (гибкостью, активностью, самостоятельностью), с соотношением конкретного и абстрактного видов мыслительной деятельности. Усваивая знания по различным учебным дисциплинам, ученик овладевает одновременно и способами, которыми эти знания добывались, то есть овладевает методами научного познания, приемами мышления, направленными на решение познавательных задач.
Психолого-педагогический анализ процесса усвоения школьниками научных понятий, проведенный А.В. Усовой, приводит к выводу о важной роли в формировании понятий организации активной познавательной деятельности учащихся на всех этапах их формирования и развития. А.В. Усова определяет понятие как знание существенных свойств предметов и явлений окружающей действительности, знание существенных связей и отношений между ними. В качестве основных структурных элементов знаний она выделяет научные факты, понятия, законы, теории, научную картину мира и считает, что эти структурные элементы научных знаний взаимосвязаны [1].
Подходя к работе школьников со структурно-логическими схемами при систематизации и обобщении знаний, как активной познавательной деятельности, надо иметь в виду, что они наиболее успешно способствуют развитию у школьников наглядно-образного мышления и позволяют в конкретизированной форме получать информацию о степени усвоения учебного материала и качестве знаний школьников. Опыт работы в классах различного профиля показал, что исследование физических явлений, процессов, эффектов с точки зрения различных аспектов интересно всем учащимся, независимо от выбора будущей профессии. При регулярности подобного вида деятельности у выпускников школы вырабатывается общий подход к решению сложных проблем: сначала попытаться собрать множество научных фактов, выдвинуть идею для их объяснения с единых позиций, а затем развить ее для прогнозирования новых событий. Это, несомненно, способствует формированию теоретического типа мышления (ТМ) и эмпирического типа мышления (ЭМ), необходимых современному человеку. Эмпирическое мышление основано на непосредствен-
ных восприятиях чувственных образов и представлений. Процесс познания при таком типе мышления отражает внешние свойства явления или предмета. Теоретическое мышление выходит за рамки чувственного восприятия и выявляет такое существенно общее в наблюдаемых особенностях явления, котор ое в непосредственном восприятии не дано.
Рис.1. Схема преобразования учебной информации при конструировании структурно-логических схем (СЛС)
Таким образом, как показано на рис.1, в процессе конструирования структурно-логических схем при изучении физических явлений, эффектов, процессов у школьников развивается как теоретическое, так и эмпирическое мышление. В ходе этой деятельности происходит обучение учащихся рефлексии познавательной деятельности. В рефлексивно-познавательную деятельность включается умение переходить из пространства мыслительной деятельности в пространство выделения и анализа способа этой деятельности, умение фиксировать результаты анализа и синтеза полученных знаний в структурно-логических схемах, а конструирование и самостоятельное изменение этих схем делать содержанием своего обучения. На основе этого предполагается, что при конструировании структурно-логических схем учащиеся как раз и обучаются рефлексии познавательной деятельности. Это предположение основывается на том, что при данной форме работы учащиеся, во-первых, становятся самостоятельными субъектами учебной деятельности. Под этим понимается способность школьников ставить себе конкретные цели, самоопределяться, контролировать свою деятельность, добиваться намеченного результата и быть максимально гибкими в поиске необходимых для этого средств мыслительной деятельности. Во-вторых, учащиеся приобретают способность к тому, чтобы ставить проблемы в своей деятельности. Эти проблемы можно представлять как разрыв между уже усвоенными мыслительными средствами деятельности и теми, усвоить которые лишь предстоит и которые должны быть, с точки зрения учащихся, ими усвоены.
Поиск эффективных методов формирования предметных и методологических знаний и умений учащихся приводит к выводу, что функции наглядности структурно-логических схем в соответствии с современными тенденциями обучения
необходимо расширять. Помимо традиционной функции представлять информацию об изучаемом предмете или явлении, структурно-логические схемы должны обеспечивать выполнение управляющей функции для поддержки и развития познавательной деятельности учащихся путем инициации работы правого полушария и образного мышления. Проведенный анализ педагогических технологий показал, что наибольший интерес для методики обучения школьников конструированию структурно-логических схем вызывает теория нейролингвистического программирования.
Нейролингвистическое программирование представляет собой процесс обучения в виде движения информации сквозь нервную систему человека. С точки зрения С. Коледа, в названии «нейролингвистическое программирование» слово «ней-ро» означает, что человек получает информацию через сенсорные каналы, кодирует ее в нервной системе (психике) и строит на этой основе свое поведение. «Лингвистическое» указывает на то, что информация кодируется мозгом в словах, при помощи языка. Слово «программирование», по его мнению, пришло из вычислительной техники и используется для описания последовательности процесса планирования, кодирования и ввода в психику человека информации с целью получения определенных реакций в виде мыслей, образов и поведения. Автор считает, что «использование методов нейролингвистического программирования является перспективным направлением. Такой стиль позволит развивать все системы каждого ученика. Преимущество такого метода преподавания в том, что чем больше каналов задействовано, тем лучше запоминается материал» [2, с. 161]. Системы ученика, о которых ведет речь С. Коледа, называются репрезентативными и представляют собой сенсорные каналы, через которые в психику человека поступает информация. Различают пять систем: визуальную, аудиальную, кинестетическую, обонятельную и вкусовую. Наибольшее значение в образовательном процессе имеют первые три. Эти системы восприятия организуют внутреннюю модель мира в трех формах - образах, звуках и чувствах. У каждого человека своя ведущая репрезентативная система - первая система, в которой ведется внутренний поиск информации.
Другим объектом нейролингвистического программирования является знаковое и аналоговое представление воспринимаемой информации. Вследствие того, что при конструировании структурно-логических схем задействован механизм трансформации аналога в знак и знака в аналог, необходимо рассмотреть подробнее эти представления.
Знаковая информация является материализацией какого-либо понятия, действия или суждения в результате трансформации «аналог > знак», как показано на рис.2. Внешне символическое изображение знака может напоминать или не напоминать то содержание, которое оно замещает. Знак - материальный, чувственно воспринимаемый предмет (явление,
Информация
I
Знаковая Аналоговая
Слова
Символы
Рисунки
Образы
Звуки
Рис.2. Механизм трансформации знака в аналог и аналога в знак при информационных процессах
действие), который выступает как представитель другого предмета, свойства или отношения. Знаки можно подразделить по объему информации, которую они несут, на знаки как носители единичной, понятийной и тезисной информации.
1. Знаки как носители единичной информации - знаки, замещающие отдельные элементарные явления или действия, которые трудно поддаются расчленению на более простые элементы (в системе письма это буква, в математике - знаки равенства, сложения, вычитания).
2. Знаки как носители понятийной информации - знаки, замещающие отдельные понятия (в речи это слово, в физике -обозначение приборов).
3. Знаки как носители тезисной информации - знаки, замещающие суждение или умозаключение (в речи это предложение, в математике и физике - формулы).
Можно классифицировать знаки и по принципу их внешнего изображения, подразделяя их на символические, графические, рисуночные, словесные. Любая классификация отражает тот факт, что знаковая информация создает описание окружающей человека действительности.
Аналоговая информация - это проекция объективной реальности, вызванная воспринимаемыми человеком зрительными образами, звуками, чувствами. В формировании данной проекции участвуют три процесса - обобщение, исключение и искажение информации, которые предназначены для понимания окружающей человека действительности в рамках его восприятия. Вследствие этого, все ощущения, испытываемые людьми, субъективны. Оба объекта нейролингвистического программирования используются в процессе обучения и воспитания.
Рассматривая применение теории нейролингвистического программирования в педагогике, М.Ю. Демидова и В.А. Коровин выделяют в ее модели:
1) вход информации, ее хранение, переработку и выход -воспроизведение в той или иной форме;
2) два вида информации: сенсорная (нейро) и вербальная (лингво), откуда и произошло название теории;
3) три типа, три модальности детей, отличающихся развитием визуальных, аудиальных и кинестетических каналов прохождения информации;
4) два типа детей, отличающихся развитием различных полушарий мозга: левополушарные (где локализованы процессы логического, вербального мышления) и правополушарные (где сосредоточены эмоциональные процессы) [3].
Использование в обучении визуальных технологий в данном случае можно рассматривать как одну из форм развивающих методов обучения. С помощью визуальных технологий теория нейролингвистического программирования внедряется в педагогическую практику. Технология - это система алгоритмов, способов и средств, комплексное применение которых ведет к заранее намеченным результатам деятельности. В визуальных технологиях основным является принцип размещения информации с учетом визуальных зон, который вызывает эффект присоединения к системам восприятия и механизмам мышления.
Любая двухмерная площадь, ограниченная рамкой, является визуальным полем. Рамка замыкает площадь зрительного внимания. Представленный рис.3 является прямой проекцией глазодвигательных зон подавляющего большинства людей и соответствует зрительным зонам человека, который рассматривает какой-либо объект [4, с. 237]. Бессознательные движения глазных яблок можно условно ограничить девя-
Ц_
Чувства
тью зонами, каждая из которых соответствует тому, какая система восприятия и мышления действует в данный момент. В левой верхней зоне рисунка глаза «отыскивают» виденные ранее образы, те, что составляют пережитый опыт человека. Применяя изложенные идеи к методике обучения школьников конструированию и использованию структурно-логических схем [5], мы пришли к выводу, что здесь важно размещать качественное описание явления, основанное на наблюдениях и опытах.
В правой верхней зоне происходит фантазирование (конструирование) образов - того, чего не имеется во внутреннем опыте человека. Здесь уместно на схеме изложить ход теоретических рассуждений при вскрытии сущности явления, объяснения механизма его протекания согласно циклу научного познания: факты > гипотезы > модели > следствие > эксперимент.
Левая нижняя зона - это зона внутренних размышлений. Советуясь со своим «внутренним голосом», взвешивая все «за» и «против», или заучивая необходимую информацию, человек непроизвольно опускает глаза вниз и влево. Вследствие этого в данном месте визуального поля уместно описание явления с количественной стороны: введение величин как характеристик конкретного явления и установление связей между ними. Две нижние зрительные зоны (центральная и правая) занимают место, отвечающее за ощущения положительных и отрицательных эмоций. Эти эмоции возникают как результат взаимодействия новой информации, воспринимаемой человеком, с той, что является его «информационным багажом». Следовательно, на схеме здесь необходимо кодировать знания о механизмах и технологических процессах, указывать негативные стороны явления и способы предохранения от них. Одним словом, в этой зоне надо размещать прикладное описание явления. В структурно-логических схемах невозможно использование центральных зон звуковой памяти и звуковой конструкции, поэтому таблица прямой проекции глазодвигательных зон трансформируется в более упрощенный вид, который способствует концентрации и уплотнению знаний (рис.4, табл.1).
Качественное Сущностное
описание описание
явления явления
Количественное Прикладное
описание описание
явления явления
Рис.4. Структурно-логическая схема изучения физического явления, сконструированная с учетом особенности зон визуального поля
В целях развитию психических свойств личности (внимания, памяти, воображения, рефлексии) учебно-познавательная деятельность в форме конструирования структурно-логических схем при изучении физических явлений, процессов, эффектов должна обладать следующими свойствами:
- отображаться четким понятийным аппаратом и укладывается в структурные и организационные рамки учебного процесса;
- конкретизироваться как ряд ясных и доступных учащимся операций;
- подаваться как технология, как целенаправленный процесс, разделенный на несколько этапов, на каждом из которых решается конкретная задача с использованием точно обозначенных приемов; для каждого из этапов намечается конкретный, быстро выявляемый результат.
Таблица 1
Алгоритм описания физического явления
Качественное описание Сущностное описание явления
явления • восприятие явления через органы чувств; • анализ явления; • констатация фактов и высказывание суждений единичного характера; • классификация фактов; • введение новых понятий; • проведение обобщений; • определение условий протекания явления. • постановка задачи; • выдвижение гипотез, позволяющих объяснить опытные факты; • выбор модели, позволяющей представить механизм протекания процессов и вычленить в них самые существенные для объяснения стороны; • получение и обсуждение логических следствий, вытекающих из гипотезы и модельных представлений; • проведение экспериментов, направленных на проверку логических следствий.
Количественное описание Прикладное описание явления
явления • введение величин, характеризующих рассматриваемые процессы и состояния; • установление зависимости между величинами; • выявление физического смысла величин. • получение знаний о механизмах, машинах, приборах, технологических процессах; • анализ возможных негативных сторон явления и поиск способов борьбы с ними.
Метод конструирования школьниками структурно-логических схем не только формирует систему их знаний, но и обучает их способам научного познания и способствует экстраполяции этих способов в будущую теоретическую и практическую деятельность; обучает работать как индивидуально, так и в группах, что содействует формированию коммуникативных умений при непосредственном общении; развивает умения генерировать идеи, гипотезы и прогнозировать их разрешение.
Приведенный пример (табл.1) наглядно показывает, что структурно-логические схемы связывают основные элементы знаний, получаемых школьниками. Такие схемы позволяют школьникам осознать, что физика как наука включает в себя не только систему знаний о природе, но и теоретико-познавательные принципы, методы и средства. При этом ученики получают знания о способах познавательной деятельности и приобретают опыт познавательной деятельности - следовательно, формируются компетенции, которые обеспечивают единство предметных и методологических знаний учащихся в их практической деятельности.
Библиографический список
1. Усова, А.В. Психолого-дидактические основы формирования у учащихся научных понятий: Учебное пособие к спецкурсу.
- Челябинск: ЧГПИ, 1986.
2. Коледа, С. Моделирование бессознательного: практика НЛП в российском контексте. - М.: Институт общегуманитарных исследований, 2000.
3. Методический справочник учителя физики / Сост.: М.Ю. Демидова, В.А. Коровин. - М.: Мнемозина, 2003.
4. Деркс, Л. Сущность нейролингвистического программирования / Л. Деркс, Я. Холландер. - М.: КСП+, 2000.
5. Шаповалов, А.А. Конструктивно-проектировочная деятельность в структуре профессиональной подготовки учителя физики. - Барнаул: Изд-во БГПУ, 1999.
Статья поступила в редакцию 2.03.09
Зрительная Зрительная
память конструкция
Звуковая Фокус Звуковая
память зрения конструкция
Внутренний диалог Чувства Чувства
Рис.3. Зрительные зоны визуального поля человека
