Формирование учебно-познавательных умений

в процессе изучения предметов естественного цикла

Кто хочет научиться летать,

Тот должен сперва научиться стоять,

И ходить, и бегать, и лазить, и танцевать:

Нельзя зразу научиться полету!

Фридрих Ницше

Общеучебные умения и навыки – это универсальные для многих школьных

предметов способы получения и применения знаний «гибкие по своим свойствам,

обладающие свойством широкого переноса действия» (В.В. Краевский, А.В. Усова)

Изучение предметов естественного цикла вызывает у многих учащихся большие

затруднения. Причина заключается в неумении самостоятельно работать с учебником,

самостоятельно ставить опыты и решать задачи. На вопрос «Что вы считаете

необходимым сделать, чтобы улучшить успехи в изучении физики, химии, биологии?»

более 30% опрошенных учащихся написали, что надо научить их самостоятельно

работать.

Исследования психологов (А.Н. Леонтьева, П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной)

показали, что все умения формируются только в деятельности. Под деятельностью

понимают процесс взаимодействия с окружающим миром. Психологи по-разному

классифицируют виды деятельности, но большинство выделяют познавательную

деятельность (учение) и преобразовательную (труд). Главное, что отличает одну

деятельность от другой, состоит в различии их предметов. Именно предмет деятельности

придает ей определённую направленность.

Основной составляющей какой-либо деятельности является действие –

процесс, подчинённый определённой цели, результату, который должен быть

достигнут. Действия слагаются из операций, т.е. способов осуществления действия.

Первоначально каждая операция формируется как действие, подчиненное определённой

цели. Но затем оно может включаться в другое, более сложное по операционному составу

действие, становясь одним из способов его выполнения, т.е. операцией.

Россия, следуя курсу интеграции в европейское образовательное пространство,

развивает систему общего образования на основе системно-деятельностного подхода. Так

Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) установил требования

к организации образовательного процесса в общеобразовательной школе (Федеральный,

2012), среди которых:



учёт индивидуальных возрастных, психологических и физиологических особенностей

обучающихся;



активная учебно-познавательная деятельность;



формирование готовности учащихся к саморазвитию и непрерывному образованию.

Смещение образовательных акцентов усиливает значимость познавательной активности

школьников, которая является ведущим фактором успешного обучения.

При всей многоплановости подходов к понятию «познавательная активность» можно

выделить две наиболее типичных точки зрения:

1) познавательная активность как деятельность;

2) познавательная активность как черта личности.

Семь правил развития познавательной активности в обучении естественных наук.

Правило 1. Сначала познавательный интерес, а потом учение.

Правило 2. Прежде вещество, а затем его строение.

Правило 3. Сначала практика, а затем теория.

Правило 4. Изучаем химию и биологию в контексте.

Правило 5. Нужны твердые знания.

Правило 6. Формулы и уравнения познаем через расчеты.

Правило 7. Создаем ситуацию успеха познавательной деятельности.

Межпредметные связи усложняют содержание и процесс познавательной деятельности

учащихся. Поэтому необходимо постепенное введение как элементов проблемности, так и

объема и сложности межпредметных связей. Важно обеспечить рост познавательных

умений и учебных успехов, укрепляющих самостоятельность и интерес учащихся к

познанию связей между знаниями из разных предметов.

Методика организации процесса обучения осуществляется следующими этапами:

односторонние МПС на уроках по смежным предметам на основе репродуктивного

обучения и элементов проблемности; усложнение межпредметных познавательных задач

и усиление самостоятельности учащихся в поиске их решения; включение двусторонних,

а затем и многосторонних связей между предметами путем координации деятельности

учителей (выдвижение общих учебных проблем, их поэтапное решение в системе уроков);

разработка широкой системы в работе учителей, осуществляющих МПС как в содержании

и методах, так и в формах организации обучения (комплексные домашние задания, уроки,

семинары, экскурсии, конференции), включая внеклассную работу и расширяя рамки

учебной программы.

Необходимы последовательные стадии в формировании умений осуществлять

межпредметные связи: пробуждение познавательного интереса учащихся к решению

межпредметных задач, их распознавание и осознание ими необходимости использовать

знания из разных дисциплин; отработка отдельных способов творческой деятельности на

основе межпредметных связей; синтез частных умений в целостное умение комплексного

применения знаний при решении межпредметных задач. Основным условием успешного

переноса предметных знаний выступают сходство, аналогичность структуры

содержательных и процессуальных элементов в серии межпредметных познавательных

задач определенного типа. На уроках необходимо побуждать учащихся к

самостоятельному решению таких задач с выполнением ими действий по образцу и

усвоением обобщенных ориентиров в синтезе знаний.

Формирование мировоззренческой направленности познавательных интересов

старшеклассников.

Процесс формирования мировоззренческой направленности познавательных

интересов включает этапы: пробуждение интереса и желания опираться на

межпредметные связи при усвоении общепредметных мировоззренческих идей с

помощью элементов проблемности; развитие и расширение интереса к усвоению

мировоззренческих идей, формирование познавательной самостоятельности при решении

межпредметных задач; укрепление и углубление интереса к мировоззренческим

проблемам в процессе постоянно развиваемой активности и самостоятельной

деятельности учащихся (система творческих работ и внеклассной работы межпредметного

содержания).

Средства реализации межпредметных связей могут быть различны: вопросы

межпредметного содержания: направляющие деятельность школьников на

воспроизведение ранее изученных в других учебных курсах и темах знаний и их

применение при усвоении нового материала. межпредметные задачи, которые требуют

подключения знаний из различных предметов или составлены на материале одного

предмета, но используемые с определенной познавательной целью в преподавании одного

другого предмета. Они способствуют более глубокому и осмысленному усвоению

программного материла, совершенствованию умений выявить причинно-следственные

связи между явлениями. домашнее задание межпредметного характера – постановка

вопросов на размышление, подготовка сообщений, рефератов, изготовление наглядных

пособий, составление таблиц, схем, кроссвордов, требующих знаний межпредметного

характера. межпредметные наглядные пособия – обобщающие таблицы, схемы,

диаграммы, плакаты. Они позволяют учащимся наглядно увидеть совокупность знаний из

разных предметов, раскрывающую вопросы межпредметного содержания. химический

эксперимент – если предметом его являются биологические объекты и химические

явления, происходящие в них.

Возможно, исходя из дидактической цели, выделить пять видов учебных умений:

познавательные,

экспериментальные,

организационные,

самоконтроль,

оценочные.

Рассмотрим методику формирования учебно-познавательных умений и прежде всего

умения работать с печатным текстом, т.к. для учащихся книга (учебник, учебные пособия,

справочная литература, дополнительная литература) является основным источником

знаний, тем более что в условиях быстрого нарастания темпов научно-технического

прогресса каждому человеку необходимо непрерывно пополнять и углублять свои знания.

Основные умения в работе с печатным текстом, которые необходимо сформировать в

указанных классах

Первостепенное значение работе с книгой придавала Н.К.Крупская. Она так

формулировала правила этой работы: «...Первая задача при чтении – это уяснить себе и

усвоить прочитанный материал. Вторая задача – продумать прочитанное. Третья – сделать

из прочитанного необходимые для памяти выписки. И наконец, четвёртая задача – это

дать себе ответ, чему новому научила прочитанная книга...» (Крупская Н.К. Избранные

произведения. – М.: Просвещение, 1965). Эти правила сыграли большую роль на этапе

самообразования. В 60-е гг. прошлого столетия появились первые публикации по

вопросам методики формирования умения работать с книгой у учащихся средней школы

(В.П.Есипов, А.В.Усова) и студентов вуза (Е.Н.Голант). Состав умений, которые нужно

сформировать у учащихся в работе с книгой, представлены в таблице.

Умения 1–7 формируются, начиная с 1-го класса, однако у многих окончивших основную

школу умения 4, 5 оказываются несформированными: дети нередко затрудняются с

ответом на вопросы, предложенные в конце параграфа. Что касается ответов на

предлагаемые учителем вопросы по содержанию материала параграфа учебника,

большинство учащихся предпочитает буквальный пересказ текста.

Недостаточна только выработка умения определять в тексте основные элементы систем

научных знаний, необходимо ещё и раскрыть общие требования к усвоению каждого из

них, разъяснить, что нужно знать о структурных формах материи, о явлениях, о

величинах, о законах, о теориях, и т.д., независимо от того, к какой области знаний они

относятся.

Сформулированные рекомендации выписываются на плакаты или карточки. Многие

учителя рекомендуют учащимся переписывать их в тетради, для чего в конце тетради

отводятся

6–8

свободных

страниц.

Эти

рекомендации

выполняют

роль планов

обобщённого характера при изучении учебного материала и при построении ответов,

потому что их структура не зависит от частных особенностей материала. Например, план

изучения явлений является общим для физических, химических и биологических явлений.

То же относится к планам изучения приборов, законов и теорий.

Во всех случаях использование планов обобщённого характера способствует активизации

учебно-познавательной деятельности учащихся, делает работу с учебным текстом

целенаправленной, глубоко осознанной и, что особенно важно, отучает от механического

заучивания текста, от зубрёжки, вносит в учебную деятельность элемент творчества.

Примеры обобщённых планов (что нужно знать о...)



План изучения явлений

1. Внешние признаки явлений (признаки, по которым обнаруживается явление).

2. Условия, при которых протекает (происходит) явление.

3. Сущность явления, механизм его протекания (объяснение явления на основе

современных научных теорий).

4. Определение явления.

5. Связь данного явления с другими (или фактора, от которых зависит протекание

явления).

6. Количественные характеристики явления (величины, характеризующие явление, связь

между величинами, формулы, выражающие эту связь).

7. Использование явления на практике.

8. Способы предупреждения вредного действия явления на человека и окружающую

среду.



План изучения величин

1. Какое явление и свойство тел (веществ) характеризует данная величина.

2. Определение величины.

3. Определительная формула (для производной величины – формула, выражающая связь

данной величины с другими).

4. Какая величина – скалярная или векторная.

5. Единица величины в СИ.

6. Способы измерения величины



План изучения законов

1. Связь между какими явлениями или величинами выражает данный закон?

2. Формулировка закона.

3. Koгда и кто впервые сформулировал данный закон?

4. Математическое выражение закона.

5. Опыты, подтверждающие справедливость закона.

6. Учёт и использование закона на практике.

7. Границы применения закона.



План изучения теорий

1. Опытные факты, послужившие основанием для разработки теории (эмпирический

базис, основание теории).

2. Основные понятия теории.

3. Основные положения (постулаты, принципы или законы) теории, ядро теории.

4. Математический аппарат теории (основные уравнения).

5. Круг явления, объясняемых теорией.

6. Явления и свойства тел (частиц), выводы, предсказываемые теорией.



План изучения приборов

1. Назначение прибора.

2. Принцип действия прибора (какое явление или закон положен в основу работы

прибора).

3. Схема устройства прибора (его основные части, их назначение).

4. Правила пользования прибором.

5. Область применения прибора.

Формирование умений измерять является одним из важных умений, общих для физики,

химии, биологии и математики. Линейные размеры тел, площади, объёмы, температуры

учащиеся измеряют уже в начальной школе при изучении математики и природоведения.

В 5–8-м классах эти умения развиваются и дополняются более сложными – умениями

измерить скорость, массу и вес тела, плотность вещества, силу тока, напряжение на

участке цепи, электрическое сопротивление. Одни измерения являются прямыми

(измерение линейных размеров тел, объёмов с помощью мензурки, температуры массы с

помощью рычажных весов, веса с помощью пружинного динамометра, силы тока с

помощью амперметра, напряжения с помощью вольтметра), другие – косвенными

(например,

скорость

равномерного

прямолинейного

движения,

определяемая

как

отношение пройденного пути ко времени, в течение которого пройден этот путь).

Можно предложить такую последовательность действий: определить по внешнему виду

назначение прибора; выяснить верхний и нижний пределы измерения; определить цену

деления шкалы прибора; выполнить упражнения – измерить, например, длину листа

тетради, ширину тетради, температуру воздуха в классе, объём жидкости, налитой в

мензурку, вес тела с помощью динамометра (упражнения по чтению шкалы прибора,

определению цены деления шкалы прибора лучше делать сразу с несколькими приборами,

чтобы дети усвоили общность выполняемых операций), для чего определить по шкале

значение измеренной величины и определить точность измерения. Все измерения следует

сопровождать соответствующими записями в тетрадях.

Формирование умений наблюдать и самостоятельно ставить опыты. Наблюдением

называется преднамеренное и целенаправленное восприятие изучаемых объектов. На

основе результатов наблюдений осуществляется сравнение, сопоставление изучаемых

объектов,

выявление

в

них

главного,

существенного.

В

сознании

образуются

представления,

которые

в

последующем

трансформируются

в

понятия. Л.В.Занков разработал развивающую методику наблюдения для учащихся 1-го

класса [2]. Мы разработали методику формирования умения наблюдать у учащихся 6–8-го

классов. Наши предварительные исследования с Н.М.Беляковой, доцентом кафедры

психологии ЧГПИ, показали, что, несмотря на большое количество наблюдений и опытов,

которые предлагается выполнять учащимся в соответствии с учебными программами в

процессе изучения курсов природоведения (в начальной школе), биологии, химии и

физики, к моменту окончания средней школы они самостоятельно, без инструкций, в

которых всё расписано детально, не могут выполнить ни наблюдение, ни опыт.

Выяснилось,

что

дети

приучены

только

к

воспроизводящей

(репродуктивной)

деятельности. В связи с этим была выполнена целая серия исследований, направленных на

разработку

методики,

обеспечивающей

достижение

более

высокого

уровня

сформированности

указанных

умений.

Эффективность

её

применения

поэтапно

проверялась М.Н.Беляковой в 4–5-м классах, затем А.А.Зиновьевым в 6–7-м классах и

А.А.Бобровым в 8–10-м классах (по новой нумерации, в 9–11-м классах). Суть этой

методики заключается в следующем.

B деятельности наблюдения и выполнения опытов выделяются основные операции и

действия, не зависящие от частных особенностей материала, определяется логическая

последовательность

их

выполнения.

На

этой

основе

совместно

с

учащимися

вырабатывается алгоритмическое предписание (по нашей терминологии, обобщённый

план деятельности), обосновывается необходимость умения выполнять чётко, осознанно

каждую операцию. На начальном этапе вырабатывается умение уверенно, грамотно

выполнять

отдельные

операции,

а

затем

рассматривается

рациональная

последовательность всех операций.

Структура деятельности по выполнению наблюдения: уяснение цели наблюдения;

определение объекта наблюдения; создание необходимых условий для наблюдения,

обеспечение хорошей видимости наблюдаемого явления; выбор наиболее выгодного для

данного случая способа кодирования (фиксирования) получаемой в процессе наблюдения

информации; проведение наблюдения с одновременным фиксированием (кодированием)

получаемой в процессе наблюдения информации; анализ результатов наблюдений,

формулировка выводов.

Структура деятельности по выполнению опытов: формулировка цели опыта; построение

гипотезы, которую можно положить в основу; определение условий, которые необходимы

для того, чтобы проверить правильность гипотезы; определение необходимых приборов и

материалов; моделирование хода конкретного опыта (определение последовательности

операций); выбор рационального способа кодирования (фиксирования) информации,

которую предполагается получить в ходе эксперимента; непосредственное выполнение

эксперимента – наблюдение, измерение и фиксирование получаемой информации

(зарисовки, запись результатов измерений и т.д.); математическая обработка результатов

измерений; анализ полученных данных; формулировка выводов из опытов.

Разумеется, процесс формирования у учащихся умения самостоятельно выполнять опыты

начинается с выработки умения выполнять простейшие операции: выполнение измерений,

включая чтение шкал приборов, определение цены шкалы прибора, его нижнего и

верхнего пределов, измерение, отсчёт и правильная запись показаний приборов,

определение погрешности измерения.

Необходима

также

предварительная

выработка

умения

правильно

пользоваться

лабораторным оборудованием (штативами и принадлежностями к ним, источником

энергии, подставками, подъёмными столиками и т.д.), соблюдать правила техники

безопасности, фиксировать результаты наблюдений и измерений различными способами

(рисунки, таблицы, графики, фотографии, киносъёмки, а в будущем и видеозапись).

Приведённый план деятельности является общим для всех опытов. Вначале он даётся в

сокращённом виде в 8-м классе. До этого отрабатывается умение выполнять всё более

сложные операции, и по мере овладения этим умением план деятельности по выполнению

опытов расширяется, в него включаются такие пункты, как построение гипотезы,

моделирование хода выполнения опыта, определение необходимых для этого приборов и

материалов.

В настоящее время, когда выпускник общеобразовательного учреждения должен

иметь не только определённый багаж знаний, но и готовность к самообразованию и

саморазвитию на протяжении всей жизни, возрастает значимость познавательной

активности школьников. Среди ведущих идей, составивших основу разработанной модели

изучения естественных наук, следует выделить: приоритет познавательного интереса

перед обучением; приведение методов обучения в соответствии с уровнем познавательной

активности учащихся их индивидуальными особенностями, учебной ситуацией в классе;

направленность методов обучения на стимулирование познавательных мотивов; создание

ситуации успеха; развитие познавательных стратегий учащихся; спиралевидный характер

развития познавательной активности, предполагающий прохождение всех уровней

познавательной активности в ходе изучения одной темы, и осуществление нового витка

спирали, при изучении последующей темы, но уже на более высоком уровне, что

соответствует постепенному развитию от познавательной активности как деятельности к

познавательной активности как к свойству личности.