Истоки и сущность проблемного обучения
Развитие продуктивного, самостоятельного творческого мышления учащегося, способного решать сложные жизненные, а в дальнейшем и производственные задачи, является ведущей целью общего образования. Реализовать эту цель в условиях репродуктивного обучения, основанного на усвоении (запоминании и воспроизведении) готовой информации, практически невозможно. Именно поэтому учителям школ необходимо обратить внимание на проблемное обучение, которое, будучи самостоятельной технологией обучения, одновременно является основой всех развивающих, творческих технологий.
Проблемный подход к обучению берет свое начало еще со времен Сократа. Серьезное теоретическое обоснование этот подход получил в работах американского философа, психолога и педагога Дж. Дьюи (1859-1952). В качестве первоосновы обучения Дьюи рассматривал потребности детей, определяя их как инстинкты (социальный, конструкторский, художественный, исследовательский). Учащийся усваивает материал, не просто слушая и воспринимая его органами чувств, а как результат удовлетворения возникшей у него потребности в знаниях путем самопроизвольных исследовательских действий. Задача преподавателя заключается в анализе и организации самостоятельной исследовательской работы ученика, которая выступает как необходимое условие реализации его спонтанно возникающих интересов и потребностей.
Процесс обучения определялся Д.Дьюи как деятельность учащегося, осуществляемая в следующей последовательности ступеней (шагов):
1) возникновение у обучающегося затруднения;
2) обнаружение, в чем конкретно состоит это затруднение;
3) формулирование предположения, гипотезы типа «если, то…»;
4) логическая проверка гипотезы;
5) проверка гипотезы практикой (экспериментальным путем).
Главным условием обучения становится включение учащихся в практическую деятельность, игру, труд, в процессе которой и возникали потребности в овладением чем-либо («хочу научиться», «хочу это сделать» и т.д.) Таким образом учащийся являлся не объектом, а активным субъектом своего обучения.
Психологические аспекты проблемного обучения были раскрыты в 20-30-е годы и в отечественной в работах А.Н. Леонтьева и С.Л. Рубинштейна, которые выявили психологические закономерности мышления, лежащие в его основе, более глубокое обоснование которых было сделано позднее Д.Н. Богоявленским, А.В. Брушлинским, В.В. Давыдовым, А.М. Матюшкиным, Н.А. Менчинской и другими. Было установлено, что процесс мышления и усвоения знаний наиболее эффективно происходит в ходе решения проблемных заданий. Педагогические основы проблемного обучения разрабатывались Д.В. Вилькеевым, И.Я. Лернером, Т.В. Кудрявцевым, М.И. Махмутовым, В. Оконем, М.Н. Скаткиным и др.
Основным отличием данного типа обучения от традиционного (объяснительно-иллюстративного) является ориентация на исследовательскую деятельность (прямую – самостоятельное исследование и косвенную - через демонстрацию ее педагогом) студентов, направленную на получение новых знаний в процессе решения практических и теоретических проблем. Под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей.Уникальность проблемного обучения состоит в его многофункциональности, эффективном решении следующих задач:
· стимулирование внутренней мотивации учения;
· повышение познавательного интереса;
· формирование самостоятельности;
· развитие творческих способностей, воображения;
· создание условий для самоопределения в профессиональной образовательной среде;
· развитие коммуникативных навыков;
· прочное усвоение изученного;
· формирование убеждений;
· овладение исследовательской деятельностью.
Однако в практике образовательных учреждений нечасто можно встретить продуманную и системную реализацию проблемного обучения. Формально принимая его основные идеи, многие педагоги толкуют проблемное обучение как вопросно-ответную форму, при этом искажая своеобразие проблемного вопроса, заменяя его информационным, наводящим, поддерживающим, риторическим, воспроизводящим и т.п. Поэтому встает вопрос о раскрытии его основных категорий и технологии эффективного конструирования.
Структура проблемного обучения, его уровни и методы.
Вопрос о структуре основательно освещен в научно-педагогической литературе. По мере проникновения в сущность проблемного обучения наблюдается тенденция увеличения количества его структурных элементов. Это происходит, как правило, в результате дробления основных элементов и продиктовано необходимостью учета психолого-дидактических и логических закономерностей, лежащих в основе проблемного подхода.
Наиболее общепринятой все же считается структура, состоящая из следующих элементов:
· учебная проблема, вызывающая соответствующую (проблемную) ситуацию;
· гипотеза или предположения по ее разрешению;
· обоснование выдвинутой гипотезы, то есть различного рода доказательства (теоретическое, экспериментально-практическое, фактическое;
· вывод.
Этот блок элементов является основным и называется проблемно-структурированным блоком (ПСБ). Он может быть представлен в различных сочетаниях, а может быть единственным при организации проблемного обучения. Если выдвинутая проблема решается через выдвижение одной гипотезы с последующим ее доказательством, то здесь налицо моноструктура (один ПСБ). Если же при решении проблемы выдвигается ряд наиболее гипотез, каждая из которых кажется вероятной и потому требует тщательного анализа, рассмотрения (доказательства), тогда мы имеем полиструктуру параллельного типа. Схематично ее можно изобразить следующим образом (схема 4 ).
 ®
| Гипотеза 1 ® | Доказательство 1 ® | Вывод 1 ® | Не верно |
| Проблема ® | Гипотеза 2 ® | Доказательство 2 ® | Вывод 2 ® | Не верно |
| ® | Гипотеза 3 ® | Доказательство 3 ® | Вывод 3 ® | Верно |
| ® | И другие |
Схема 4. Структура проблемного обучения параллельного типа
Если выдвинутая проблема емкая и ее можно расчленить на ряд подпроблем, решаемых последовательно друг за другом; причем решение первой подпроблемы неизбежно «вытягивает» вторую и т.д. – это полиструктурное проблемное обучение последовательного типа. Схематично его можно представить следующим образом (схема 5).
Проблема ® Подпроблема 1 ® Гипотеза 1 ® Доказательство 1 ® Вывод 1 ® Подпроблема 2 ® Гипотеза 2 ® Доказательство 2 ® Вывод 2 и т.д. ® Общий вывод.
Схема 5. Структура проблемного обучения последовательного типа
В теории проблемного обучения большинство исследователей выделяют несколько уровней проблемности. Так исследовательская работа являет собой самый высокий уровень, при котором учащиеся самостоятельно выдвигают проблему и решают ее. Этому уровню соответствует исследовательский метод. Форма реализации которого проблемные практические и теоретические задания.
Частично-поисковый уровень предполагает выдвижение педагогом проблемы (проблемной ситуации), а решение предлагается сделать учащимся самостоятельно под руководством педагога. Это средний уровень проблемности. Он может быть организован методом эвристического диалога, форма реализации которого – беседа эвристического характера.
Самый низкий уровень проблемности – проблемное изложенение, согласно которому педагог сам выдвигает проблему, создавая у студентов проблемную ситуацию, сам выдвигает гипотезы и доказывает. Метод, соответствующий этому уровню так и называется проблемное изложение; форма его реализации – лекция проблемного характера.
Проблемная ситуация - основная категория проблемного обучения.
С данным понятием, с выявлением его сущности сталкивается каждый, кто занимается проблемным обучением. В научной литературе существует множество определений этого понятия. Прежде всего отметим, что проблемная ситуация характеризует определенное психическое состояние обучающегося, она является «актом воли», в основе которого лежит явно или смутно осознанное интеллектуальное затруднение. Оно возникает тогда, когда человек не может объяснить новый факт при помощи имеющихся у него знаний. Вместе с тем, ситуация затруднения может существовать и без проблемной ситуации. Скажем, студент или ученик затрудняется по каким-либо причинам решить, предложенную педагогом задачу. А это значит, что наличие затруднения еще не является основным критерием проблемной ситуации. Но если ситуация затруднения является сопутствующим элементом, что же является главным?
Обратившись вновь к анализу научно-педагогической литературы, обнаруживаем несколько иной подход к понятию «проблемная ситуация»: «…проблемная ситуация возникает не в результате особой сложности поставленной задачи, а на основе определенных отношений между возможностью субъекта и теми требованиями, которые предъявляются ему поставленными заданиями», считает А.М. Матюшкин. Или «проблемная ситуация – это динамически противоречивая ситуация взаимодействия объекта и субъекта, обуславливаемая осознаваемой личностью необходимость познать объект» (Вилькеев Д.В.). «Под проблемной ситуацией понимается противоречие, которое осознается учащимися и стимулирует их творческую активность» (Мочалова Н.М.) Проблемная ситуация это «ситуация, связанная с выявлением противоречия» (Зильберман Б.Г.) и т.д.
Из приведенных выше определений следует, что ведущим элементом проблемной ситуации является противоречие, выявленное и осознанное. Если обучающийся выявил и осознал противоречия, то это и означает, что возникла ситуация затруднения, Значит, разделение этих моментов не представляется рациональным, так как именно их единство создает то психологическое состояние, которое называют проблемной ситуацией. Поэтому нельзя согласиться с точкой зрения, согласно которой проблемная ситуация вытекает из затруднения, то есть затруднения и проблемная ситуация соотносятся между собой как причина и следствие.
Обращаясь к энциклопедическому словарю, уточним, что ситуация - это сочетание условий и обстоятельств, создающих определенную обстановку, положение. В проблемной ситуации к таким условиям прежде всего относится наличие противоречий, а определенная обстановка – это обстановка затруднения, возникающая у учащегося в связи с обнаружением противоречий и потребностью их разрешить.
В большинстве определений понятия «проблемная ситуация» наличествует такой обязательный психологический момент, как стремление разрешить возникшие противоречия, докопаться до истины, Другими словами, обнаружение противоречий и осознание их как трудностей в проблемной ситуации должно сопровождаться возникновением интереса. Без последнего проблемная ситуация не существует!!!
Исходя из вышеизложенного, можно дать следующее определение проблемной ситуации (ПС). Проблемная ситуация - это психическое состояние учащегося, при котором он:
1) ВИДИТ противоречия, какие-либо несоответствия.
2) ОСОЗНАЕТ их как трудности, преодоление которых требует новой информации.
3) ХОЧЕТ разрешить данное противоречие.
В результате возникновения проблемной ситуации в сознании учащихся (студентов) формулируется проблема. Она, как правило, реализуется в форме вопроса, причем, чем глубже сформулирована проблема, тем острее интерес к ней, а, следовательно, и успешнее ее разрешение.
В настоящее время известно достаточно большое количество противоречий, с помощью которых можно создать проблемные ситуации в обучении. Назовем наиболее распространенные из них. Это противоречия:
· между известным и неизвестным,
· между формальными и истинными знаниями,
· между привычным рассмотрением предмета и необычным,
· между усвоенными знаниями и применением их в новых практических условиях, между одними и теми же по характеру знаниями, но более низкого и более высокого уровня,
· между научными и житейскими знаниями,
· противоречия, основанные на противопоставлениях ближайшей и отдаленной причин явлений,
· противоречия между фантазией и действительностью,
· между теорией и практикой,
· между известными фактами и новыми одного и того же порядка,
· и т.д.
Можно использовать любое из названных противоречий, но главная задача педагога – дать возможность учащимся обнаружить их, показать, донести, так сказать «обнажить» противоречия до такой степени, чтобы у учащихся с наибольшей вероятностью возникла проблемная ситуация. В теории проблемного обучения разработаны приемы, помогающие обострить противоречия, сделать их доступными и понятными учащимся:
· прием эмоционального воздействия;
· острота и неожиданность;
· учет актуальности рассматриваемого вопроса;
· прием парадоксальности;
· прием борьбы идей;
· прием конкретизации и персонификации;
· прием сопоставления,
· прием открыто поставленного проблемного вопроса и др.
Чаще всего используются одновременно ряд приемов, что делает проблемную ситуацию еще более значимой для обучающихся. При этом надо помнить, что проблемная ситуация должна характеризоваться тематической направленностью, содержательной значимостью, законченностью элементов, целесообразностью и посильностью ее решения для учащихся.
Формой организации проблемной ситуации может быть вербальное описание противоречий, показ проблемного опыта, формулировка проблемного задания, лабораторный эксперимент.
Рассмотрим несколько примеров организующих проблемную ситуацию на занятиях.
Пример № 1. Известно, что по закону всемирного тяготения на все тела, находящиеся на Земле и вблизи нее действует сила притяжения. Под действием этой силы все тела падают вниз, на Землю. Известно также, что воздушная оболочка Земли простирается на несколько километров от ее поверхности. Почему же молекулы воздуха не падают на Землю под действием силы притяжения к Земле? Здесь использовано противоречие между известным ранее знанием и очевидным фактом. Основной прием – открыто поставленный вопрос. Форма – вербальное описание противоречий.
Пример № 2. Педагог, при изучении электропроводности жидкостей демонстрирует, что конкретная жидкость (дистиллированная вода) и твердое тело (хлористый натрий) не проводят электрический ток. Значит ли это, что водный раствор поваренной соли также не является проводником? Учащиеся скорее всего ответят утвердительно. Педагог проводит следующий демонстрационный опыт результат которого прямо противоположный : водный раствор поваренной соли проводит электрический ток.. Как объяснить такое противоречие? В основе создания данной проблемной ситуации лежит противоречие между практикой и недостаточностью знаний (теорией). Приемы, помогающие создать проблемную ситуацию: прием парадокса и неожиданности. Форма – проблемная демонстрация.
Пример №3. При изучении темы «Простые механизмы» педагог может создать проблемную ситуацию таким образом: «Вчера с сыном поехали на пригородном поезде в лес за грибами. Потеряли друг друга и обнаружили только за полчаса до отхода поезда, да и то по разные стороны достаточно глубокого ручья. Что делать? Если обходить ручей, опоздаем на поезд. Надо искать другой выход. Каждый нашел по доске, но обе они оказались чуть меньше ширины ручья. Смог ли сын перебраться на другую сторону ручья при помощи этих двух досок, если у нас ни молотка, ни гвоздей не было? Как вы думаете, попали ли мы на поезд? Если да, то как?» В основе лежит противоречие между житейскими представлениями и научными знаниями. Прием – персонификации и конкретизации. Форма – проблемное задание.
Пример№4. Мы знаем теорию каменной кладки, ее виды, условия прочности конструкции отдельных элементов зданий. Достаточно ли этих знаний для построения кирпичного здания в условиях сейсмической активности, когда имеет место вибрация почвы? В основе проблемы лежит противоречие между знаниями и их применением в новых условиях. Прием – открыто поставленный вопрос. Форма – проблемное задание.
Пример№5. Известно, что металлы хорошо проводят электрический ток. Значит, все металлические конструкции могут быть использованы в качестве заземляющих и нулевых защитных проводников. Однако в инструкции по устройству сетей заземления и зануления в электроустановках запрещается в качестве заземляющих и нулевых проводников использовать металлические оболочки трубчатых проводов, несущих тросов, металлических оболочек изоляционных трубок, металлорукавов, а также брони и свинцовых оболочек проводов и кабелей. Почему? Что же может быть использовано в качестве заземляющих и нулевых защитных проводников? В основе проблемной ситуации лежит противоречие между ранее усвоенным и новыми знаниями. Прием, используемый в организации проблемной ситуации - острота и неожиданность, актуальность. Форма - вербальное описание противоречий.
Раскрывая технологию конструирования проблемной ситуации, отметим, что этот процесс является особенно сложным и трудоемким и поэтому требует четкости, определенности и конкретизации.
Подготовка педагога к созданию у учащихся проблемной ситуации или технология конструирования проблемной ситуации.Приступая к организации проблемного обучения, необходимо прежде всего определить целесообразность преподнесения данного учебного материала в рамках данной технологии. Эта целесообразность определяется как внутренними, так и внешними факторами, в их неразрывном единстве. Под внутренними факторами понимается все, что качается содержания учебного материала и его функций. Под внешними – все, что касается учащихся (студентов), для которых оно предназначено. Известно, что с точки зрения содержания учебного материала, проблемно организовывать можно довольно большой перечень различного по характеру материала. Прежде всего это материал:
· имеющий определенную историческую основу,
· содержащий мировоззренческие вопросы,
· имеющий методологическое и теоретическое значение,
· материал итогового и обобщающего характера,
· материал, включающий стержневые ведущие идеи курса,
· имеющий непрерывные связи с ранее изученным,
· содержащий причинно-следственные связи.
Место проблемного обучения в учебном процессе находится в тесной взаимосвязи с его функциями. И с этой точки зрения материал целесообразно излагать проблемно, если он дает возможность:
v моделировать условия научного творчества;
v показывать учащимся доступные методы науки;
v формировать у учащихся обобщенные методы творческой деятельности.
Таким образом, с точки зрения содержания материала и его функций границы применимости проблемного обучения достаточно широкие, если не сказать больше: проблемно можно излагать любой материал, подлежащий изучению. И это действительно так, поскольку любой познавательный объект характеризуется противоречиями. Но излагать весь материал проблемно нецелесообразно. Поэтому имеются попытки определить соотношение репродуктивного и проблемного обучения не только качественно, но и количественно. Так, в результате одних исследований было установлено, что половину учебного материала надо изучать проблемно, следовательно, другую половину – традиционно, то есть репродуктивными методами. Другие исследователи пришли к выводу, что к трем-четырем темам курса целесообразно строить проблемы, треть всех остальных тем изучать путем решения частичных проблем, остальной материал преподносить информационно-рецептивным и инструктивно-репродуктивным способом. Думается, что такие рекомендации нельзя понимать буквально. Необходимо предоставить педагогу возможность самому решать вопрос о целесообразности применения проблемного обучения в каждом конкретном случае, исходя из интересов. потребностей, уровня развития обучающихся, в также учитывая реальные условия в которых реализуется процесс обучения.
Установив целесообразность проблемного обучения и таким образом реализовав первый этап, можно переходить ко второму, который заключается в организации проблемной ситуации. Этот процесс является особенно сложным и трудоемким и поэтому требует четкости, определенности и конкретизации. Данный этап представляет собственно методику построения проблемной ситуации и состоит из ряда следующих друг за другом операционных действий.
Приступая к организации проблемной ситуации, требуется прежде всего выделить из информационного блока основную информацию, усвоение которой обязательно. Именно не ней и должна в дальнейшем строиться проблемная ситуация. Выделение в изучаемом материале основной информации происходит в результате его дидактического анализа. Чаще всего таким информационным блоком служит объяснительно-иллюстративный текст учебника.
Далее встает задача осознания и вычленения ряда противоречий, которые могут быть положены в основу проблемной ситуации. Выявление этих противоречий требует высокого мастерства и профессионализма, под которым понимается глубокое и прочное знание как фактического, так и исторического аспектов своего предмета, с одной стороны, и развитое диалектическое мышление – с другой. Действительно, во многих случаях именно в истории вопроса заложена основа проблемной ситуации – противоречие. А глубокие и прочные знания фактического материала, которые предполагают способность широко применять их на практике, в быту, в любых жизненных ситуациях, позволяют легко вычленить необходимые в учебных целях противоречия. Но знание истории вопроса и фактического материала – необходимое, но еще не достаточное условие успешной реализации этого этапа, Можно хорошо знать историю вопроса, хорошо владеть фактическим материалом и при этом быть не в состоянии увидеть противоречия, вычленить их.
Так, например, каждому учителю физики известно, что законы свободного падения тел установил знаменитый итальянский ученый Галилео Галилей. Эти законы он обнаружил опытным путем, роняя тела с наклонной башни, Оказалось, что все тела, независимо от их массы, достигали поверхности Земли почти в одно и то же время. Таким образом Галилей опроверг господствовавшее ранее учение Аристотеля о том, что тела большей массы падают быстрее, чем тела меньшей массы. Итак, история вопроса известна. Но есть ли здесь противоречия? Если да, то в чем они заключаются?
Еще пример. Изучая тему «Теплопроводность», педагог показывает, как используется это свойство тел в жизни, В частности, он говорит, что мех - плохой проводник тепла и, следовательно, шуба из меха «согревает» человека, сохраняя его тепло. Можно ли здесь вычленить противоречия? Есть ли они? Безусловно есть! Но чтобы быстро и эффективно «схватить» их необходимо быть диалектиком, иметь развитое диалектическое мышление.
Вот как описывает процесс поиска противоречий В.А. Сухомлинский: «Передо мной материал урока «Фотосинтез». Надо рассказать ученикам, что происходит в зеленом цветке растения. Все это можно изложить с научной достоверностью. Теоретической и дидактической последовательностью, но это не будет выполнением задания достичь определенной умственной деятельности учащихся. Я вдумываюсь в материал: где узелки сцепления причинно-следственных связей???? Вот он, важнейший узелок – превращение неорганических веществ в органические. Удивительная картина: растение берет из почвы воздух и неорганические вещества и превращает их в органические. Что происходит в растительном организме, этой чрезвычайно сложной лаборатории? Я покажу это учащимся, чтобы подвести их к осознанию этого вопроса, чтобы каждого взволновало: как же так – все это происходит на моих глазах, а я не задумывался над этим» (105, с.445.).
Следующий этап организации проблемной ситуации заключается в показе вычлененных противоречий, то есть непосредственному созданию проблемной ситуации, примеры которых были приведены выше.
Таким образом, технология конструирования проблемной ситуации состоит из следующих этапов:
1. Определение основного информационного-объяснительного текста, подлежащего усвоению.
2. Вычленение ряда противоречий, неявно содержащихся в основном тексте.
3. Нахождение среди противоречий дидактически центрального, на котором и будет строиться проблемная ситуация.
4. Реконструкция материала с целью показа учащимся выделенного противоречия, то есть непосредственное создание проблемной ситуации.
Общая технология конструирования проблемного обучения.
Чаще всего преподаватель ориентируется на учебник, учебное или справочное пособие, которые в большинстве своем содержат объяснительно-иллюстрационные тексты. Задача состоит в том, чтобы переконструировать имеющийся текст в проблемное изложение, которое будет основой проблемного занятия. Обращаем ваше внимание на то, что если преподаватель овладеет технологией конструирования проблемным изложением, то впоследствии он легко организует и второй и третий уровень проблемности. Другими словами данная технология является основой для формирования умений организовывать проблемное обучение.
Поскольку границы применимости проблемного обучения довольно широкие, если не сказать больше, что проблемному перекодированию может быть подвергнуть почти любой учебный материал. А это означает, что в любом объяснительно-иллюстративном тексте можно найти противоречия, поскольку они там имеются, но в скрытом, не явно выраженном виде.