Второй этап — рекомендуемые виды учебной деятельности
Структура деятельности исследователя
- Выявление актуальной научной проблемы
- Определение темы исследования, формулирование ее цели и задач. Формулирование научной гипотезы
- Планирование хода исследования, разработка его методики
- Создание условий, необходимых для эксперимента, подбор оборудования
- Проведение практической части исследования, регистрация качественных и количественных результатов
- Обработка полученных результатов и представление их в виде таблиц, диаграмм, графиков
- Анализ (истолкование) полученных результатов
- Формулирование выводов и практических рекомендаций
- Написание и оформление итоговой работы
Для выбора верного направления исследовательской деятельности учащийся должен попытаться соотнести свою работу с тем, что уже известно в науке, определить свое место в ней.
При формулировании задач исследования следует учесть, что работа может носить учебно-исследовательский характер. Поэтому среди задач встречаются такие, например, как «Изучить литературные данные о ..». «Освоить методику...», «Проанализировать результаты и сделать выводы». Для тех учащихся, которые уже освоили методику проведения исследования, в качестве задач целесообразно выдвигать те, которые начинаются со слов определить, установить, сравнить, оценить, выявить, проанализировать, составить и др.
При планировании практической работы следует особое внимание уделить тому, что для устранения случайности в эксперименте необходима повторность опытов или наблюдений.
Технология проблемного обучения
Проблемное обучение не является совершенно новым явлением. Им пользовались на протяжении практически всего XX в. Это объясняется тем, что проблемность составляет одну из закономерностей познания, стимулирует поисковую деятельность ученика, развитие творческого мышления учащихся. Однако в последнее время проблемный подход в качестве одной из важных составных частей вошел в понятие прогрессивного, поискового стиля обучения, стал характерной принадлежностью современного урока географии.
Проблемное обучение можно рассматривать с разных позиций
— как новый тип обучения (М. Н. Скаткин, И. Я. Лернер);
— как метод обучения (Л. М. Панчешникова, В. Конь);
— как подход или принцип обучения (Г. А. Понурова, Т. В. Кузнецов);
— как новую дидактическую технологию (Г. Ю. Ксенозова, Н. Г. Савина).
Но общим для этих позиций является то, что в рамках проблемного обучения учащиеся систематически включаются учителем в проблемные ситуации и решение проблем.
Основные понятия проблемного обучения показаны на рис. 9.
Рис. 9. Главные понятия проблемного обучения
Проблемная ситуация — это психологическое состояние интеллектуального затруднения ученика, явно или смутно осознаваемое. Пути преодоления проблемной ситуации требуют поиска новых знаний, новых способов деятельности
Учебная проблема — это тот элемент проблемной ситуации, который вызвал затруднение. Проблемная ситуация перерастает в учебную проблему, когда ученик осознает этот элемент, вызвавший затруднение, и принимает его к решению.
Формы выражения проблемы
Для них характерно противоречие между имеющимися знаниями и известными способами действий, с одной стороны, и требованиями задания, с другой. Поэтому их решение связано с поиском новых способов деятельности.
Проблемная ситуация означает, что в процессе своей деятельности ученик натолкнулся на что-то непонятное, неизвестное. Однако при условии необходимых исходных данных и размышления проблемная ситуация перерастает в проблему. Таким образом, главный элемент проблемной ситуации - неизвестное, то новое, что должно быть открыто для правильного выполнения нужного действия.
Однако не всякая проблемная ситуация неизбежно пробуждает мыслительную деятельность. Мышление не возникнет, если у субъекта нет потребности в разрешении проблемной ситуации, а также отсутствуют исходные знания, необходимые для начала поиска.
Движущей силой проблемного обучения является противоречие между объектом и субъектом познания. Оно выражается как противоречие между объективным требованием к раскрытию изучаемого явления и субъективным подходом ученика к нему. По М. И. Махмутову, это «диалектическое противоречие между прежними знаниями ученика и новыми фактами, явлениями, для объяснения которых прежних знаний недостаточно, нужны новые».
Формы выражения учебных проблем могут быть различны (проблемные вопросы, задачи, задания), однако все они имеют одну общую особенность. В их содержании заложены потенциальные возможности для возникновения проблемных ситуаций в процессе их выполнения. Решение проблемного вопроса или задания приводит учащихся к получению новых знаний.
Итак, в ходе проблемного обучения происходят создание учителем на уроках различных проблемных ситуаций, организация учащихся на их анализ, обучение учащихся решению проблем, формирование у школьников умений видеть противоречия, формулировать проблему. Проблемное обучение, согласно положениям дидактики, может быть реализовано с помощью разных методов: проблемного изложения, частично-поискового или исследовательского.
Характерным признаком технологии проблемного обучения является самостоятельная познавательная деятельность учащихся. Однако умения самостоятельно решать проблемные ситуации необходимо формировать постепенно, показывая выполнение отдельных шагов решений, отдельных этапов исследования.
В процессе выполнения проблемных заданий у учащихся происходит овладение опытом творческой деятельности. Однако для достижения ощутимых результатов обучения необходимо применение системы таких вопросов и заданий. В дидактике имеются разные подходы к построению таких заданий. В методике обучения географии нашел применение подход, разработанный И. Я. Лернером. В качестве основы для построения системы проблемных заданий приняты следующие условия:
1) связь содержания вопроса или задания с ведущими идеями, понятиями и закономерностями самой географической науки;
2) возможность раскрытия путей решения проблемы через методы географического научного познания (в том числе и через реальные ситуации, имевшие место в истории науки);
3) связь с мировоззренческими вопросами, самостоятельное усвоение которых обеспечивает в значительной степени умственное развитие учащихся;
4) возможность группировки учебного материала, в том числе и фактического, вокруг решения проблемы.
С учетом этих условий были разработаны системы проблемных заданий, получившие апробацию в методике географии и практике школы (Л. М. Панчешникова, Г. А. Понурова). Это так называемое «традиционное проблемное обучение» в географии, т. е. решение проблем, заимствованных из науки и адаптированных к возможностям школьников.
В обучении географии используются следующие виды проблемных заданий:
— в основе содержания которых лежит научная гипотеза (например, о происхождении многолетней мерзлоты, об изменении климатов на Земле);
— проблемный характер которых обусловлен разрывом между ранее усвоенными знаниями и требованиями задачи или вопроса (например, при сопоставлении летних и зимних температур экваториального и тропического поясов Африки школьники должны определить, почему в более удаленном от экватора тропическом поясе температура июля выше, чем в экваториальном);
— задания, в основе которых лежит разрыв в логике, идущий вразрез с привычными научными или бытовыми представлениями (например, известно, что чем севернее, тем природные условия Сибири более суровые.
Однако в XV в. освоение этого региона русскими землепроходцами происходило именно с севера на юг);
— на установление многозначных причинно-следственных связей (какие изменения произойдут на территории Амазонии, если вырубят сельву);
— требующие понимания диалектических противоречий, умения оперировать противоположными суждениями (увеличивается или уменьшается в условиях НТР влияние природных условий территории на жизнь и хозяйственную деятельность человека).
Эффективность проблемного обучения определяется его систематичностью.
При планировании уроков учитель должен определить возможности темы и ее отдельных уроков для организации проблемного обучения и разработать пути осуществления проблемного подхода. Их соподчиненность можно представить следующим образом:
| Проблемный вопрос темы | Проблемный вопрос отдельного урока | Проблемный вопрос смыслового блока урока | ||
В создании различных видов проблемных ситуаций заключена главная трудность для преподавателя: он должен добиться, чтобы ученики обнаружили несоответствие между имеющимися знаниями и новыми требованиями какой-либо задачи или вопроса, встали перед выбором необходимых знаний из системы новых знаний или столкнулись с новыми условиями применения известных знаний.
Деятельность учителя при проблемном обучении заключается в следующем:
• определение проблем и формулирование проблемных заданий;
• определение способа включения задания в учебный процесс;
• определение вариантов решения проблемы учащимися;
• руководство деятельностью учащихся во время рассмотрения ими проблемы;
• помощь учащимся в анализе условий и выборе планов решения;
• консультирование в процессе решения;
• помощь в нахождении способов самоконтроля;
• общее обсуждение решения проблемы или разбор ошибок.
В ходе решения проблемного задания в классе с ним справляются несколько наиболее сильных учащихся. Остальные школьники в лучшем случае запоминают ответ, не зная или не понимая того, как было найдено решение. Вместе с тем все школьники должны приобщиться к творческой мыслительной деятельности. С этой целью рекомендуется ознакомить учащихся с логикой, основными этапами решения проблемных заданий, которые показаны в табл. 5.
Таблица 5
Этапы решения проблемы
| Название этапа | Суть этana | Прием учебной работы |
| 1. Осознание проблемы, вскрытие противоречия | Первоначальное состояние замешательства, недоумения или ощущения непреодолимого препятствия на пути выполнения действий Обнаружение скрытого противоречия в проблемном вопросе | Установление причинно-следственных связей, нахождение разрыва в связях. Формулировка проблемы, подлежащей решению |
| 2. Формулировка гипотезы | Обозначение с помощью гипотезы основного направления поиска ответа | Выдвижение гипотезы |
| 3. Доказательство гипотезы | Доказательство или опровержение высказанного в гипотезе предположения | Проверка решения с помощью непосредственных действий и обоснование гипотезы, если результаты проверки согласуются с теоретическими посылками |
| 4. Общий вывод | Обобщение рапсе сформированных причинно-следственных связей новым содержанием | Установление причинно-следственных связей |
Центральное место в решении проблемного задания принадлежит этапу формулирования и проверки гипотезы. Покажем ход рассуждения в соответствии с этой схемой на примере следующего задания: «Пользуясь картами, установите, почему вода в бессточном озере Чад является пресной (вода его чуть солоноватая)». Это задание предлагается решить учащимся в 7 классе, в курсе географии материков и океанов.
Первый этап.Из предшествующего курса географии учащиеся знают, что сточные озера имеют пресную воду, а соленая характерна для бессточных озер. Столкновение уже имеющихся знаний с новым фактом создает у школьников интеллектуальное затруднение, озадачивает их, т. е. возникает проблемная ситуация.
Следующая запись причинно-следственных цепочек помогает детям осознать, что же именно вызывает затруднение:
Причина
Отсутствие поверхностного стока
Наличие поверхностного стока Отсутствие поверхностного стока
Следствие
Соленая вода в озере
->• Пресная вода в озере
-? Наличие почти пресной, очень мало соленой воды
Итак, с помощью анализа причинно-следственных цепочек учащиеся выявляют противоречие между сложившимися представлениями и новыми фактами. Это противоречие и составляет проблему, которую нужно решить.
Второй этап.Учитель просит школьников высказать предположение о том, как, помимо поверхностного, может осуществляться сток в озеро Чад. На основе высказываний учащихся учитель помогает им сформулировать гипотезу, которая будет выглядеть примерно следующим образом: отсутствие поверхностного стока в озере должно было привести к засолению его вод, однако этого не произошло. Видимо, сток в озеро Чад все-таки существует.
Третий этап.Поиски путей доказательства гипотезы требуют от учащихся переформулировки проблемного задания. Теперь они должны ответить на вопрос: каким образом осуществляется сток в озеро Чад?
Для ответа на этот вопрос школьники должны активизировать ранее полученные знания. Они вспоминают, что сток может быть не только поверхностным, но и подземным, временным и постоянным. Следовательно, гипотеза подкрепляется следующими конкретными положениями:
• временный поверхностный сток в озеро возможен в период
дождей;
• возможен временный или постоянный подземный сток в озеро;
• возможно и то, и другое вместе.
В зависимости от сложности решаемой проблемы само доказательство может быть дано учителем или учащимися. В нашем случае доказательства школьников должны быть дополнены учителем, так как у школьников нет достаточных знаний для исчерпывающего ответа на этот вопрос. Учитель дополняет их соображения научными сведениями о существовании нескольких вероятных объяснений этого феномена. По одной из версий подземный сток осуществляется из впадины Боделе, дно которой расположено значительно выше озера Чад. Предположительно, эта впадина в прошлом входила в пределы озера Чад, имевшего значительно большие размеры, чем в настоящее время. Согласно второй версии, сток осуществляется со стороны разлома, пересекающего бассейн реки Нигер. Затем вместе со школьниками рассматривается возможность стока во время разлива озера в период дождей.
Четвертый этап.Заканчивается решение проблемы общим выводом, в котором углубляются и расширяются знания школьников о причинах и условиях засоленности воды в озерах.
Такое расширенное обсуждение проблемных заданий необходимо проводить несколько раз в течение каждого учебного года. Ценными результатами технологии проблемного обучения являются:
— осознание детьми характера своей умственной деятельности;
— формирование умений творчески мыслить, выдвигать и проверять гипотезы;
— активное вовлечение большинства учащихся в процесс решения проблем.
Исследования психологов показали, что для умственного развития школьников самостоятельное составление нестандартных вопросов является даже более эффективным, нежели решение предложенных учителем проблем. Поэтому наряду с постановкой перед школьниками уже готовых проблемных вопросов и заданий, рекомендуется с начального курса географии учить детей самостоятельно придумывать нестандартные вопросы и задания, на которые нет прямого ответа в тексте учебника. Такую работу школьники выполняют с большим интересом.
Однако мировой опыт показывает, что в настоящее время в рамках проблемного обучения уже недостаточно использования только проблем академического характера, заимствованных из науки и адаптированных к возможностям учащихся. Необходимо, чтобы учащиеся встречались и с такими проблемными ситуациями, которые лежали бы в области непосредственных интересов школьников, окружающей их действительности, были бы для них лично значимы. Такие проблемы получили наименование реальных проблем, а проблемное обучение с их использованием — «реальное проблемное обучение».
«Реальные» проблемы допускают выбор способа поиска решения двух или более возможных вариантов, что чаще всего встречается и в современной жизни. Их решение требует применения системы исследовательских процедур, начиная со сбора данных и кончая их анализом и построением обобщений. Кроме того, решение реальной проблемы завершается практическими предложениями или даже попыткой внедрить результаты проведенного исследования в жизнь.
В зарубежной методической литературе выделяются следующие критерии оценки реальных учебных проблем:
1) проблемы должны соответствовать потребностям и интересам конкретной группы учащихся;
2) проблемы должны отвечать возрастным особенностям учащихся;
3) при выборе учебных проблем необходимо учитывать предшествующую подготовку и опыт школьников;
4) сами учащиеся должны принимать участие в отборе учебных проблем и в разработке плана действий и способов решения;
5) намеченная проблема должна допускать выбор путей решения, активизируя тем самым механизмы принятия решения;
6) выбранная проблема должна быть достаточно обычной и повторяющейся, чтобы оправдать усилия целого класса или большой группы учащихся;
7) учебные проблемы должны быть достаточно серьезными, чтобы гарантировать заинтересованность всего класса;
8) при выборе проблем должно учитываться наличие необходимых материалов, источников информации;
9) выбранные реальные проблемы зачастую могут не вписываться в рамки одной географии и нуждаться в интегрированном подходе.
Приведем пример решения реальной проблемы «Как проехать?», которая уже нашла применение з школах США. Как и при решении традиционных проблем, методика решения реальных проблем состоит из нескольких частей.
Первый этап - постановка проблемы.Учитель дает задание учащимся определить, возможно ли быстро, дешево и безопасно добраться из одного пункта местности в другой. Для решения предложенной проблемы учащиеся знакомятся с массой важных понятий, связанных с географией: транспортный узел, транспортная сеть, транспортный поток, общественный и частный транспорт для перевозок товаров и пассажиров, и т. д.
При этом в одних классах можно заняться изучением проблемы проезда до школы и обратно, в других — поездками в места отдыха, в третьих — в учебные и культурные учреждения изучаемого района. Старшеклассников вполне можно увлечь проблемой проезда из сельской местности в город или из одного места страны в другое.
Второй этап — рекомендуемые виды учебной деятельности.
Деятельность по сбору данных и их систематизации представляет большие возможности для полевых исследований.
Школьники, объединившись в несколько групп, приступают к сбору информации о местном транспорте. Они используют наблюдения, интервьюируют и анкетируют местных жителей, изучают маршруты автобусов, обследуют места скопления людей на остановках в определенные часы суток, устанавливают затраты времени на проезд и т. д. Собранную информацию учащиеся систематизируют в виде диаграмм, картосхем, графиков, фотосъемки и написания отчетов. Этот материал составляет основу для нового обсуждения в классе, в ходе которого учащиеся делают предложения, направленные на улучшение транспортного обслуживания населения, и разрабатывают новую схему общественного транспорта.