УДК 3973.23: 681.3: 658.56

І.М. Пустинникова

ВИКОРИСТАННЯ СТРУКТУРУВАННЯ ПОНЯТЬ ПРИ ВИВЧЕННІ ФІЗИКИ В ЛІЦЕЇ

Сутністю процесу навчання є діяльність. На практиці діяльнісний підхід реалізується у відповідній організації процесу навчання, при якій створюються умови для цілеспрямованого і планомірного керування процесом засвоєння навчального матеріалу. Люди в процесі навчання повинні опанувати системою ідеальних об'єктів (знаннями) і різноманітними розумовими діями з цими знаннями (застосовувати їх до розв’язання задач, планувати з їхньою допомогою свою практичну діяльність).

Про знання учня необхідно судити по виконанню їм якихось дій із цими знаннями, оскільки знання нерозривно пов'язані з тими або іншими вміннями. Зміст слів "знає / не знає" дуже відносний. Зміст слова "знає" ширше, ніж слова "розуміє", тобто у тих випадках, коли ми розуміємо, ми повинні обов'язково це знати, але немає необхідності в зворотному [1, с. 35]. У педагогічній психології під оволодінням поняттям, теоретичним фактом звичайно розуміють знання властивостей цього поняття, а також уміння застосовувати ці знання при розв’язанні конкретних задач [3].

Запам'ятовування визначень понять є необхідною, але далеко не достатньою умовою їхнього засвоєння. Коли учень відтворює визначення поняття, він, зрозуміло, виявляє знання (репродуктивний рівень). Проте, уміючи відтворити визначення поняття, учень далеко не завжди може встановити необхідні і достатні ознаки поняття; розпізнати об'єкти, що відносяться до даного поняття тощо. Іноді, звісно ж, буває важливо, щоб людина просто щось запам'ятала. У цьому випадку перевірка засвоєння відбувається по умінню відтворити ці знання. Частіше знання необхідно використовувати при розв’язанні якихось задач. Тут уже необхідно не просто відтворення заученого, а уміння аналізувати поняття і відношення між ними.

Учень зрозумів явище (визначення, закон), якщо він з'ясував причину цього явища і наслідки, до яких воно веде, тобто включив його до системи причинно-наслідкових зв'язків. Нерозуміння, або, що буває набагато частіше, неправильне, неточне, неповне розуміння тих або інших повідомлень обумовлено відсутністю в почуттєвому, логічному або мовному досвіді учнів даних, що дозволяють установити зміст висловлювання.

При вивченні фізики багато учнів заучують визначення, не аналізуючи їх. Тому часто в їхній пам'яті від визначення залишаються лише "шматочки", а "несуттєві" (із погляду учнів) деталі зникають. Для чіткого розрізнення учнями суттєвого і несуттєвого в навчальному матеріалі недостатньо чіткого і послідовного викладання вчителем навчального матеріалу. Необхідно забезпечити роботу учнів над цим матеріалом, тобто навчальну діяльність.

Як указувалося вище, знання визначення містить у собі уміння визначати, чи відноситься аналізований об'єкт до даного класу (уміння підвести об'єкт під поняття). Для цього учень повинний установити наявність у цього об'єкта системи необхідних і достатніх ознак. При цьому він повинний володіти системою інших логічних знань і операцій: уміти виділяти властивості, відрізняти суттєві властивості від несуттєвих, загальні від відмітних, необхідні від достатніх тощо.

Наприклад, при формуванні понять "рівноприскорений рух" і "рівносповільнений рух" суттєвими, необхідними і загальними властивостями є: 1) наявність рівнозмінного руху; 2) змінність модуля швидкості з часом; 3) наявність прискорення; 4) наявність тангенціальної складової прискорення, модуль якої не залежить від часу. Відмітною властивістю є напрямок вектора тангенціального прискорення щодо напрямку вектора миттєвої швидкості (збігаються при рівноприскореному русі і протилежні при рівносповільненому русі).

Найбільш складно навчити учнів розрізняти необхідні і достатні ознаки поняття. Нерідко учні вважають, що всяка необхідна ознака є ознакою достатньою. Фактично ж це не так. Наприклад, при прямолінійному рівноприскореному русі тангенціальне прискорення не дорівнює нулю і його проекція на вісь, що паралельна траєкторії руху, позитивна. Наявність тангенціального прискорення є необхідною ознакою для підведення руху під поняття "рівноприскорений рух", але не є достатньою. Модуль тангенціального прискорення не повинний змінюватися з часом, тобто рух повинний бути рівнозмінним. Лише в цьому випадку можна вести мову про "РІВНОприскорений рух". Не є істотним фактом і позитивність проекції тангенціального прискорення на цю вісь, як вважають багато учнів. Оскільки для того, щоб рух був "рівноПРИСКОРЕНИМ" необхідно, щоб зростав модуль швидкості, а для цього необхідно, щоб напрямок тангенціального прискорення збігався з напрямком вектора миттєвої швидкості. Отже, щоб рух можна було підвести під поняття "рівноприскорений рух" достатньо, щоб при рівнозмінному русі миттєва швидкість і тангенціальне прискорення були спрямовані в один бік.

Учні повинні розуміти, що ознаки, що в обов'язковому порядку є у всіх предметів даного класу, називаються необхідними. Наприклад, якщо тіло рухається рівноприскорено, то обов'язкова наявність прискорення. Але важливо, щоб учні засвоїли, що не всяка необхідна ознака є достатньою. Помилки учнів пов'язані саме з тим, що вони з необхідними ознаками діють, як з ознаками достатніми. Наприклад, якщо тіло рухається з прискоренням, то з цього не випливає, як часто думають учні, що рух рівноприскорений. Оскільки наявність прискорення може свідчити про зміну напрямку вектора швидкості, а ця ознака не є істотною для підведення під поняття "рівноприскорений рух". Наприклад, при рівномірному русі по окружності існує прискорення, що змінює швидкість (а саме її напрямок). Під поняття ж рівноприскорений рух підпадає рівнозмінний рух, при якому змінюється (зростає) модуль швидкості.

Таким чином, віднесення будь-якого об'єкта до того чи іншого поняття передбачає встановлення наявності в цього об'єкта достатніх ознак даного поняття або необхідних і одночасно достатніх ознак.

Оскільки зміст навчального матеріалу характеризується насамперед певною системою внутрішніх зв'язків між поняттями, що входять у даний відрізок матеріалу й у результаті навчання відбувається засвоєння знань, що означає формування і зміцнення певної системи зв'язків між поняттями і судженнями [2], то, для того, щоб учитель зміг навчити учнів, тобто управляти процесом формування в їхній свідомості цих зв'язків, він насамперед сам повинен установити зв'язки між окремими поняттями. Тому кожному викладачу при підготовці до заняття варто проводити попередній логічний аналіз тих понять, що необхідно засвоїти учням. Це дає можливість учителю попередньо намітити ті форми аналізу і синтезу матеріалу, через які він має провести учнів на шляху засвоєння знань. А це, у свою чергу, допомагає викладачу передбачити не тільки кінцеву мету навчання, але і часткові, проміжні цілі, що він повинний мати на увазі на кожному окремому етапі навчання.

Знання характеру відношень між поняттями необхідно при розв’язанні задач, оскільки величини, що містяться в умові й у питанні задачі, повинні розглядатися учнями як система, інакше кажучи, як величини, зв'язані певними відношеннями. А розуміння цих відношень сприяє формуванню як орієнтовної частини способу дії, так і формуванню орієнтування на виконавчу частину способу дії. Головною умовою, що забезпечує успішне розв'язання фізичних задач, є розуміння учнями тих ситуацій, що описані в задачі.

Оволодіння узагальненими прийомами пізнавальної діяльності не тільки підвищує якість засвоєння знань, але і скорочує час, необхідний для навчання. Узагальнення йде не просто на основі спільного в предметах. Воно завжди йде лише за тими властивостями предметів, що ввійшли до складу орієнтовної частини способу дії, спрямованої на аналіз цих предметів. Таким чином, керування узагальненням пізнавальних дій і знань, що входять до них, повинно йти через побудову діяльності учнів шляхом контролю з боку викладача за змістом орієнтовної частини способу дії, а не просто забезпеченням спільності властивостей у запропонованих об'єктах.

Перелік посилань

1. Нишанов В.К. Феномен понимания: когнитивный анализ. - Фрунзе: Илим, 1990. - 228 с.

2. Сохор А.М. Логическая структура учебного материала. Вопросы дидактического анализа. - М.: Педагогика, 1974. - 192 с.

3. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. - М.: Изд-во МГУ, 1975. - 343 с.

Пустынникова Ирина Николаевна

Донецкий государственный университет, ассистент кафедры общей физики и дидактики физики

Структурирование предметных знаний как вид учебной деятельности

Приведена классификация понятий предметной области, рассмотрено обучение как извлечение знаний (из текстологических источников). Предложена технология выделения необходимых и достаточных признаков понятий на основе использования ассоциативных сетей и продукционного метода. Рассмотрено структурирование понятий как вид учебной деятельности, использование структурирования понятий при изучении физики и при подготовке учителей физики.

УДК 3973.23: 681.3: 658.56

ВИКОРИСТАННЯ СТРУКТУРУВАННЯ ПОНЯТЬ ПРИ ВИВЧЕННІ ФІЗИКИ

Пустинникова І.М.

Сутністю процесу навчання є діяльність. Про знання учня необхідно судити по виконанню їм якихось дій із цими знаннями, оскільки знання нерозривно пов'язані з тими або іншими вміннями.

Запам'ятовування визначень понять є необхідною, але далеко не достатньою умовою їхнього засвоєння. Коли учень відтворює визначення поняття, він, зрозуміло, виявляє знання (репродуктивний рівень). Проте, уміючи відтворити визначення поняття, учень далеко не завжди може встановити необхідні і достатні ознаки поняття; розпізнати об'єкти, що відносяться до даного поняття тощо. Іноді, звісно ж, буває важливо, щоб людина просто щось запам'ятала. У цьому випадку перевірка засвоєння відбувається по умінню відтворити ці знання. Частіше знання необхідно використовувати при розв’язанні якихось задач. Тут уже необхідно не просто відтворення заученого, а уміння аналізувати поняття і відношення між ними. Учень зрозумів явище (визначення, закон), якщо він з'ясував причину цього явища і наслідки, до яких воно веде, тобто включив його до системи причинно-наслідкових зв'язків. Нерозуміння, або, що буває набагато частіше, неправильне, неточне, неповне розуміння тих або інших повідомлень обумовлено відсутністю в почуттєвому, логічному або мовному досвіді учнів даних, що дозволяють установити зміст висловлювання.

При вивченні фізики багато учнів заучують визначення, не аналізуючи їх. Тому часто в їхній пам'яті від визначення залишаються лише "шматочки", а "несуттєві" (із погляду учнів) деталі зникають. Для чіткого розрізнення учнями суттєвого і несуттєвого в навчальному матеріалі недостатньо чіткого і послідовного викладання вчителем навчального матеріалу. Необхідно забезпечити роботу учнів над цим матеріалом, тобто навчальну діяльність.

Найчастіше помилки учнів пов'язані з тим, що вони з необхідними ознаками понять діють, як з ознаками достатніми. Наприклад, якщо тіло рухається з прискоренням, то з цього не випливає, як часто думають учні, що рух рівноприскорений. Оскільки наявність прискорення може свідчити про зміну напрямку вектора швидкості, а ця ознака не є істотною для підведення під поняття "рівноприскорений рух". Наприклад, при рівномірному русі по окружності існує прискорення, що змінює швидкість (а саме її напрямок). Під поняття ж рівноприскорений рух підпадає рівнозмінний рух, при якому змінюється (зростає) модуль швидкості, або, інакше кажучи, для того щоб рух можна було підвести під поняття "рівноприскорений рух" необхідно і достатньо, щоб при рівнозмінному русі миттєва швидкість і тангенціальне прискорення були спрямовані в один бік.

Таким чином, при формуванні понять "рівноприскорений рух" і "рівносповільнений рух" суттєвими, необхідними і загальними властивостями є: 1) наявність рівнозмінного руху; 2) змінність модуля швидкості з часом; 3) наявність прискорення; 4) наявність тангенціальної складової прискорення, модуль якої не залежить від часу. Відмітною властивістю є напрямок вектора тангенціального прискорення щодо напрямку вектора миттєвої швидкості (збігаються при рівноприскореному русі і протилежні при рівносповільненому русі). Інакше кажучи, віднесення будь-якого об'єкта до того чи іншого поняття передбачає встановлення наявності в цього об'єкта достатніх ознак даного поняття або необхідних і одночасно достатніх ознак.

Оскільки зміст навчального матеріалу характеризується насамперед певною системою внутрішніх зв'язків між поняттями, що входять у даний відрізок матеріалу й у результаті навчання відбувається засвоєння знань, що означає формування і зміцнення певної системи зв'язків між поняттями і судженнями, то, для того, щоб викладач зміг навчити учнів, тобто управляти процесом формування в їхній свідомості цих зв'язків, він насамперед сам повинен установити зв'язки між окремими поняттями. Тому кожному викладачу при підготовці до заняття варто проводити попередній логічний аналіз тих понять, що необхідно засвоїти учням. Це дає можливість викладачу попередньо намітити ті форми аналізу і синтезу матеріалу, через які він має провести учнів на шляху засвоєння знань. А це, у свою чергу, допомагає викладачу передбачити не тільки кінцеву мету навчання, але і часткові, проміжні цілі, що він повинний мати на увазі на кожному окремому етапі навчання.

Знання характеру відношень між поняттями необхідно при розв’язанні задач, оскільки величини, що містяться в умові й у питанні задачі, повинні розглядатися учнями як система, інакше кажучи, як величини, зв'язані певними відношеннями. А розуміння цих відношень сприяє формуванню як орієнтовної частини способу дії, так і формуванню орієнтування на виконавчу частину способу дії. Головною умовою, що забезпечує успішне розв'язання фізичних задач, є розуміння учнями тих ситуацій, що описані в задачі.

Оволодіння узагальненими прийомами пізнавальної діяльності не тільки підвищує якість засвоєння знань, але і скорочує час, необхідний для навчання. Узагальнення йде не просто на основі спільного в предметах. Воно завжди йде лише за тими властивостями предметів, що ввійшли до складу орієнтовної частини способу дії, спрямованої на аналіз цих предметів. Таким чином, керування узагальненням пізнавальних дій і знань, що входять до них, повинно йти через побудову діяльності учнів шляхом контролю з боку викладача за змістом орієнтовної частини способу дії, а не просто забезпеченням спільності властивостей у запропонованих об'єктах.

Мы живем в эпоху перемен, уровень сложности задач, стоящих перед человечеством, настолько вырос, что превышает возможности обычного среднего человека. Поэтому нужны совершенно новые технологии, которые послужили бы вспомогательным средством. В первую очередь к таким средствам относится инвариантное моделирование академика А.Н.Малюты [Малюта А.Н. Инвариантное моделирование / А.Н. Малюта :Курс лекций – Чернигов: ЦГИ Северная звезда, 1999. - Ч. 1. – 114 с.], суть которого состоит в том, что нужно иметь универсальное средство (инвариант), помогающее моделировать разные процессы на основе системных методологий.

Освоение и использование метода инвариантного моделирования требует системного подхода к каждому процессу, объекту или явлению, что подтверждает необходимость универсального образования. Только люди с синтетическим мышлением, способные увидеть общее (совокупность системных инвариантов), смогут пользоваться новыми технологиями и решать проблемы общества.

Поэтому перед педагогикой встает задача воспитания человека нового времени. Какие же качества в нем должны быть признаны приоритетными и как должны быть расставлены акценты в составляющих педагогики как системы?

Не вызывает сомнений, что владение знаниями (информацией) на сегодняшний день является приоритетным; недаром говорят об "информационных войнах" и "тот, кто владеет информацией, владеет миром" и т.д. Поэтому грамотный специалист в своей области нужен обществу сейчас не меньше, чем прежде. Хотя сам способ подачи информации должен быть круто изменен: от "школы памяти" с ее заучиванием огромного количества разрозненных фактов к "школе мышления" с введением методологического принципа максимального обобщения материала в виде инвариант, когда число частных признаков жестко ограничено рамками данной системы. Потребности в дополнительной или любой другой информации удовлетворяются за счет их самостоятельного добывания, что несомненно обуславливает наличие умения учиться самостоятельно.

Учебно-воспитательный процесс есть единый процесс передачи знаний и формирования личности человека, его духовного сознания. Но часто школьный учитель выступает в роли узкого профессионала, мыслящего рамками своего предмета. Воспитательный аспект общего учебно-воспитательного процесса оказывается отодвинутым на задний план. Возможно, что это является одной из главных причин общего кризиса образования, который сегодня остро ощущается в школах. Не имея реальной жизненной основы, образование мечется в поисках различных современных технологий обучения, видя в этом панацею для выхода из своего кризисного состояния. Предлагаются все новые методы овладения знаниями с широком применением компьютерной техники и других мощных вспомогательных средств.

Поиск технологических аспектов обучения, обеспечивая успешность овладения знаниями, не решает проблемы функциональности знаний как средства развития самого человека. Сумма знаний еще не определяет качество образования. Знать – это значит проникнуть за поверхность явления, вглубь вещей, а для этого необходимо развитое мышление, способность к творчеству. (Абросимова Л.М. Педагогика в свете задач нового времени // Инженерная педагогика: дидактические и психологопедагогические аспекты высшего образования: Материалы VIII Междунар. науч.-метод. конф.19-21 сентября 2001 г. – Севастополь: Изд-во СевГТУ, 2001. – С. 31-34. Цитата на с.32).

Процесс усвоения каких-либо понятий заключается не только и не столько в запоминании их определений, но и в установлении связей между ними и в формировании субъектом целостной системы этих понятий. Проблема формирования понятий затрагивает глубинные механизмы мышления. Адекватное отражение человеком объективных отношений в окружающем мире возможно только с помощью адекватной системы соответствующих понятий, которые формируются в процессе обучения и приобретения жизненного опыта. (Вартанов А.В., Креславская Е.Е. Семантическое пространство экономических понятий // Вестн. Моск. ун-та. - Сер.14. - Психология.- 2000. - №3. – С. 40 – 49, Цитата на с. 40).

УДК 007: 159.955: 519.711.2

Пустинникова І.М., к.пед.н., асистент (Донецький національний університет, м. Донецьк)

Камуз Г.В., студент (Донецький національний університет, м. Донецьк)

СТРУКТУРУВАННЯ ЗАКОНІВ ФІЗИКИ ЗА ДОПОМОГОЮ МЕТОДІВ ПОДАННЯ ЗНАНЬ

Розглядається методика засвоєння фізичних законів (на прикладі законів механіки), здобутих з різних текстологічних джерел методами інженерії знань.