Организация содержания современных естественнонаучных знаний в учебной литературе.

 

Развитие мыслительных способностей и овладение знаниями (обобщенными способами ориентировки в определенных предметных областях) – две стороны единого процесса познавательного развития учащегося. При этом способ организации содержания научных знаний в учебной деятельности во многом обусловливает особенности формирования мыслительных операций и умственных действий у учащихся. Указанные недостатки легко диагностируются путем постановки задач, которые требуют самостоятельной ориентировки учащихся в структуре, содержании и функциях известных им знаний из разных научных областей. У учащихся серьезные затруднения вызывают следующие задачи: а) на приведение примеров научных объяснений из различных областей знаний с указанием того, что объясняется и как объясняется; б) на формулировку объяснительных принципов и оснований «известных» учащимся научных теорий; в) на указание области явлений и фактов, которые объясняются с позиций «известной» учащимся теории; г) на выдвижение альтернативных гипотез с целью объяснения различных явлений (Маланов, 1999; 2001). Такие факты позволяют сделать вывод, что традиционно сложившаяся в системе образования организация овладения научными знаниями не обеспечивает необходимых условий, как для построения научных способов ориентировки учащихся в определенной предметной области, так и для формирования и развития теоретического мышления (Давыдов, 1996).

Указанные содержательные и формальные разведения необходимы для верного уяснения современных естественнонаучных знаний. Между тем, такие способы организации ориентировки в научных знаниях не прописываются на страницах большей части отечественных учебников и далеко не всегда задаются методическими средствами организации учебного процесса.

Если по указанным выше основаниям проанализировать содержание разных учебников для средней и старшей школы, то наиболее соответствующими таким критериям оказываются учебники по биологии. В учебниках биологии представлены теории клеточного строения живых организмов, структурно-функциональные теории экологического равновесия и теории эволюционного развития живых организмов. При этом наиболее удачно излагаются теории эволюции. Как правило, сначала учащиеся знакомятся с объяснительными принципами двух альтернативных теорий – Ж.Б. Ламарка и Ч. Дарвина. Вслед за этим в ряде разделов приводится множество иллюстраций и примеров, позволяющих объяснить широкие области биологических явлений с позиций эволюционных теорий.

В учебниках физики, как правило, недостаточно очерчиваются изучаемые предметные области явлений (объясняемое содержание физических явлений) и нет четкого выделения объяснительных принципов даже самых основных физических теорий. В учебниках в основном явно формулируются физические законы, и приводится ограниченное количество иллюстраций действия таких законов. Более широкие иллюстрации школьники могут получить при решении разнообразных физических задач, но это удается не каждому учащемуся. Учащиеся при решении физических задач обычно бывают сосредоточены на извлечении из условий числовых величин и подстановки их в модели-формулы, чем на конкретном физическом содержании задачи. При этом самостоятельно сформулировать содержание физических теорий, как правило, учащимся не удается.

В учебниках по химии можно встретить большое количество составно-структурных теорий и моделей, которые направлены на объяснение различных физических и химических свойств веществ и взаимодействий между различными веществами. При этом содержание учебников, как правило, не позволяет обнаружить ответ на вопрос, для объяснения каких повседневно встречающихся в жизни явлений, могут быть использованы изложенные теории строения и взаимодействия химических веществ? В связи с этим действия многих старшеклассников на уроках химии превращаются в плохо осмысленные манипуляции с химическими структурными моделями-формулами и символами. Вместе с тем, отметим, что в учебниках по органической химии можно встретить хороший образец формулировки объяснительных принципов теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова.

Учебники по гуманитарным областям знаний, а также по различным разделам обществознания (включая и учебники истории), безусловно, требуют иной логики организации содержания знаний, чем учебники по естествознанию. Между тем, существуют разнообразные социологические, экономические, социально-психологические и иные теории, которые также направлены на объяснение определенного диапазона явлений и событий, наблюдаемых в человеческом обществе. Теоретические разделы в учебниках обществознания имеют еще менее структурированные формы изложения, чем изложение теоретических знаний в учебниках естествознания. Поэтому ориентированность учащихся в логике построения объяснений в обществознании и в гуманитарных науках оказывается наименее организованной.

 

В настоящее время необходима разработка новых форм организации содержания научно-теоретических знаний в учебной литературе, а также разработка новых принципов организации учебного процесса при уяснении таких знаний старшеклассниками и студентами (Давыдов, 1996; Леонтьев, 2001).

Знакомство учащихся с современными естественнонаучными знаниями должны обеспечивать такие способы организации учебной деятельности и такие учебники, организация содержания которых позволяет по каждому предметно выделенному разделу получить представления:

· О четко очерченных областях явлений, с которыми повседневно встречается (или может встретиться) учащийся, и которые могут найти научное объяснение с единых теоретических позиций.

· О научных способах регистрации и измерения явлений в форме научных фактов.

· О научных способах фиксирования фактов с помощью различных знаково-символических средств (терминов, схем, пространственно-графических и математических моделей).

· Об основном наборе гипотез, предположений, теоретических моделей, которые заложены в основу научных теорий в данной предметной области. При этом полезно также знакомить учащихся с альтернативными способами объяснения одних и тех же фактов и явлений.

· О научных способах фиксирования объяснительных принципов, теоретических «объектов» и моделей с помощью различных знаково-символических средств (терминов, схем, пространственно-графических и математических моделей).

· О способах построения объяснений, предсказаний и выведении следствий, которые позволяет выстраивать система теоретических объяснительных принципов.

Такая форма организации содержания научных знаний в учебной литературе необходимо должна опираться и на ряд методических средств, направленных на формирование и развитие у учащихся умений решать несколько типов предметно-содержательных задач при организации различных умственных и предметно-практических действий (Ильясов, 1986; Давыдов,1996):

· Задачи на умения указывать области предметов и явлений, которые могут получить объяснение с определенных теоретических позиций.

· Задачи на умения указывать гипотезы, модели, объяснительные основания, заложенные в основу научной теории.

· Задачи на умения приводить примеры объяснений и самостоятельно давать объяснения фактам и явлениям, указывая, что объясняется и как объясняется.

Отметим, что на решение таких задач не нацелена подавляющая часть учебников и учебных пособий по естествознанию. Большая часть задач связана с использованием математических моделей (формул), в которые учащиеся учатся подставлять значения и проводить расчеты. Часто за манипуляциями формальными моделями и расчетами теряется предметное содержание соответствующего раздела знаний. Учащиеся не овладевают способами ориентировки в соответствующей предметной области научных знаний.

Вторая категория учебных задач – задачи на формирование и развитие умений обозначать и фиксировать с помощью знаково-символических средств, как эмпирические (факты и способы их регистрации), так и теоретические знания (способы объяснения фактов и явлений).

Обобщенно логика введения и использования знаково-символических средств в учебной (и научной) деятельности может рассматриваться как поэтапный процесс: а) замещения «естественного языка» научной терминологией; б) последующее построение пространственно-графических и логико-математических моделей, в которых путем условного обозначения отношений между терминами (или замещающими их буквенными переменными) фиксируются межпонятийные отношения и связи; в) использование математического аппарата для получения количественных результатов, путем подстановки в логико-математические модели конкретных числовых данных (Салмина, 1981, 1988).

Может быть выделено несколько типов задач, направленных на овладение учащимся способами использования знаково-символическими средств, которые обеспечивают фиксирование и актуализацию современных естественнонаучных знаний (см. выше).

· Задачи на фиксирование в терминах (понятиях) данной науки способов и результатов установления определенных эмпирических (фактических) межпредметных отношений и связей между свойствами явлений. Такие задачи предполагают фиксирование способов ориентировки и организации действий, обеспечивающих верный анализ определенных межпредметных отношений и связей в конкретных предметных ситуациях в форме терминологически верного построения высказываний. Это задачи с конкретным предметно-ситуативным содержанием.

· Задачи на фиксирование в терминах данной науки установление отношений и связей между теоретическими (объяснительными) понятиями. Такие задачи предполагают в форме терминологически верного построения высказываний фиксирование теоретических «объектов», моделей, гипотез, которые изображают или обозначают ненаблюдаемые особенности явлений.

· Задачи на фиксирование в терминах данной науки способов построения объяснений. Такие задачи предполагают в форме терминологически верного построения высказываний фиксирование: а) явлений и фактов, которые подлежат объяснению; б) способа их объяснения, который опирается на теоретические понятия.

· Задачи: а) на построение пространственно-графических моделей (схематических изображений или пространственно-геометрических схем-моделей), которые изображают терминологически фиксированные отношения, как между эмпирическими, так и между теоретическими понятиями; б) на построение буквенных логико-математических моделей (формул), которые обозначают терминологически фиксированные межпонятийные отношения.

· Задачи на приобретение умений осуществлять конкретные математические расчеты, подставляя на место переменных в пространственно-графических и логико-математических моделях различные числовые данные (способами решения таких задач учащиеся знакомятся на уроках математики).

Такая последовательность решаемых задач будет обеспечивать формирование обобщенной ориентировки учащихся в способах использования знаково-символических средств для фиксирования, актуализации и применения тех способов ориентировки и организации действий, которые образуют содержание научных знаний.

 

Без указанной содержательно-методической организации знакомство с современными естественнонаучными знаниями будет для подавляющего большинства учащихся носить формальный характер, что не позволит учащимся использовать их в качестве способов обобщенной научной ориентировки, обеспечивающей верное решение определенного диапазона задач и организацию определенного диапазона действий с прогнозируемыми результатами.

В заключение хотелось бы подчеркнуть, что организация способов ориентировки в различных разделах современных естественнонаучных знаний, а также овладение умениями решать большую часть сформулированных выше типов задач, будет намного более успешной при использовании диалогических форм проблемной организации учебного процесса (Давыдов, 1996; Цукерман, 1996; Мельникова, 1999, 2002). При этом полезно отметить, что в соответствии с разными выделенными типами задач, могут быть выделены и различные типы проблемных ситуаций. Разработка способов организации таких проблемных ситуаций на уроках по естествознанию в старших классах – это методическая проблема, для решения которой требуются серьезные научные исследования.

 

Литература:

Берулава Г.А. Диагностика и развитие мышления подростков. – Бийск, 1993.

Гальперин П.Я. Психология как объективная наука. – М.- Воронеж, 1998. – 480с.

Гальперин П.Я. Лекции по психологии. – М.: Книжный дом «Университет»: Высшая школа, 2002. – 400 с.

Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. М., 1996.

Зорина Л.Я. Дидактические аспекты естественнонаучного образования. М., 1993.

Ильясов И.И. Структура процесса учения. М., 1986.

Ильясов И.И., Галатенко Н.А. Проектирование курса обучения по учебной дисциплине. М., 1994.

Леонтьев А.А. Язык и речевая деятельность в общей и педагогической психологии. – М.: Московский психолого-социальный институт, Воронеж: НПО «МОДЭК», 2001.

Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения. В 2 томах. – М.: «Педагогика, 1983.

Лурия А.Р. Язык и сознание. – М.: МГУ, 1979.

Маланов С.В. Проблемы овладения теоретическими объяснениями в процессе учения. // «Школа 2100…». Образовательная программа и пути ее реализации. Выпуск 3. – М., «Баллас», 1999.

Маланов С.В. Гипотезы в мышлении и учебной деятельности. // «Начальная школа: плюс–минус». 2001. № 1. – С. 39-42.

Маланов С.В. К вопросу о составе и структуре теоретического мышления. // «Мир психологии». 2001. № 1

Маланов С.В. Психолого-педагогические проблемы овладения научными теориями в учебной деятельности. // «Школа 2100». Непрерывное образование: начальная, основная и старшая школа. Выпуск 5. – М., «Баллас», 2001. – С. 34-43.

Маланов С.В. Овладение способами использования знаково-символических средств в учебной деятельности. // «Школа 2100». Пути модернизации начального и среднего образования. Выпуск 6. – М.: «Баллас», 2002. – С. 196-204.

Мельникова Е.Л. Технология проблемного обучения. // «Школа 2100…». Образовательная программа и пути ее реализации. Выпуск 3. – М., «Баллас», 1999.

Мельникова Е.Л. Проблемный урок, или как открывать знания с учениками. – М.:АПК и ПРО, 2002. – 168 с.

Салмина Н.Г. Виды и функции материализации в обучении. – М.: МГУ, 1981.

Салмина Н.Г. Знак и символ в обучении. – М.: МГУ, 1988.

Цукерман Г.А. От умения сотрудничать к умению учить себя. // Психологическая наука и образование, 1996. –№ 2. – С. 27-42.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: