Проблема усвоения научных понятий. Многообразие подходов к формированию научных понятий. Какие способы формирования научных понятий Вы используете при организации занятий? Какие ошибки в процессе формирования научных понятий можно считать типичными, каковы их возможные негативные последствия? Какие правила должен, на Ваш взгляд соблюдать педагог, в процессе формирования научных понятий?

Главный недостаток школьного усвоения понятий - формализм. Суть его состоит в том, что учащиеся, правильно воспроизводя определение понятий, т.е. осознавая их содержание, не умеют пользоваться ими при ориентировке в предметной действительности, при решении задач на применение этих понятий. Проанализируем несколько типичных примеров, которые мы упоминали ранее.

примеры

1)Учащиеся только что изучили понятие об окружности. Они легко и правильно воспроизводят определение окружности, указывая на то, что это замкнутая кривая линия, все точки которой находятся на одинаковом расстоянии от одной, называемой центром. После этого учащимся предлагается изображение эллипса, внутри которого поставлена точка («центр»). Учащихся спрашивают, можно ли эту замкнутую кривую назвать окружностью. Значительная часть учащихся отвечает положительно. На вопрос, почему они считают, что эта кривая является окружностью, отвечают: «У нее тоже есть центр».

Второй пример. Учащиеся изучили прямоугольные треугольники. Они уверенно говорят о том, что треугольник называется прямоугольным, если он имеет прямой угол. Тут же им предлагается прямоугольный треугольник с прямым углом при вершине. Учащиеся измеряют угол, убеждаются, что он прямой, но прямоугольным треугольником назвать его не соглашаются.

Подходы

В настоящее время в отечественной педагогической психологии существуют два подхода к формированию научных понятий у учащихся. Один из них опирается на эмпирическую теорию обобщения, другой - на теорию содержательного обобщения. Практика и исследования ученых свидетельствуют о том, что эти два типа нельзя противопоставлять, а тем более игнорировать один из них. Внутри первого подхода существуют различные точки зрения по вопросу об особенностях усвоения понятий учащихся. Одна из них принадлежит Н.А. Менчинской, которая, как многие другие психологи, считает, что: 1) содержание понятий учащиеся усваивают не сразу, а постепенно, по частям, причем у разных учеников процесс усвоения происходит с разной скоростью и часто растягивается на очень длительный срок; 2) долгое время научные признаки понятия искажаются, сочетаясь с «донаучными»; 3) разделение главных и второстепенных признаков понятий и систематизация их устанавливаются лишь постепенно; 4) постепенно происходит и обобщение понятий, которое у слабых учеников часто остается совершенно недостаточным.

Иную точку зрения по данному вопросу высказывают П.Я.Гальперин [11, с.67] и Н.Ф. Талызина [37, с. 149]. Они считают, что этап сосуществования неверных «донаучных» представлений с научными понятиями не является обязательным, что он может быть совсем исключен, если сразу же правильно раскрыть научное содержание понятия. Указанные авторы считают, что формирование понятий не следует растягивать на продолжительный период времени, что это можно осуществить «в один прием».

Работая в основном с научными геометрическими понятиями, Н.Ф.Талызина [37, с.151] установила, что их усвоение предполагает формирование, по крайней мере, трех действий, которые не являются специфическими для этих понятий и необходимы при работе с любыми понятиями. Согласно Н.Ф.Талызиной, новое понятие может быть получено человеком только через контакт с теми предметами, понятие о которых формируется. Для того, чтобы управлять этим процессом, надо с самого начала организовать у учащихся действия с предметами, которые будут направлены на интересующие нас в этих предметах стороны. Учащимся надо задать при этом ориентиры (эталон), по которым они будут «снимать» с предметов образ. Наиболее полно удовлетворяет этим требованиям действие подведения под понятие

Условия управления процессом

Итак, первое условие управления процессом усвоения понятий -- наличие действий, адекватных поставленной цели.

Второе условие управления - знание структурного и функционального состава выделенного действия. Это действие состоит из установления наличия каждого признака из системы необходимых и достаточных и оценки полученных результатов. Если все необходимые и достаточные признаки налицо, то предмет подходит под данное понятие, если нет хотя бы одного - не подходит; если хотя бы об одном из признаков ничего не известно, то при наличии всех остальных определенного ответа дать нельзя.

Третье условие управления - представленность всех элементов действия во внешней, материальной форме: система необходимых и достаточных признаков понятия выписывается на карточку, эти признаки материализуются.

Четвертое условие -- поэтапное формирование выделенного действия с отработкой всех заданных параметров. Имеются в виду следующие этапы: этап предварительного знакомства с действием, этап самостоятельного пробного действия, этап внешнеречевой, умственный этап.

Пятое условие управления - наличие пооперационного контроля при усвоении новых форм действия. При формировании понятий с помощью действия подведения под понятие в качестве контрольных операций выступает проверка каждого признака, сравнение с логическим правилом-алгоритмом и т.д.

Способы формирования научных понятий при организации занятий?

Естественно, что перед формированием действия подведения под понятие, необходимо установить исходный уровень познавательной деятельности учащихся и произвести формирование необходимых предварительных знаний и действий.

М.Н. Шардаков рекомендует осуществлять формирование понятий по следующим этапам [42, с. 223-227]:

1. Организация наблюдения единичных предметов или явлений. Учащимся дается наглядное представление о явлении, предмете или законе с помощью выразительных наглядных пособий или опытов; при этом новые понятия даются в тесной связи с уже известными учащимся понятиями. В процессе всей работы внимание школьников акцентируется на общих существенных признаках изучаемых предметов и явлений.

2. Обогащение наблюдений. С этой целью организуется наблюдение возможно большего количества разнообразных предметов и явлений, относящихся к изучаемому понятию. Наблюдая большое количество разнообразных новых предметов и явлений, учащиеся легче смогут обнаружить как общие существенные признаки и свойства, связи и отношения, так и второстепенные индивидуальные признаки.

3. Выделение общих существенных признаков изучаемых предметов и явлений. Этот мыслительный процесс происходит при помощи абстрагирования и анализа отдельных признаков предметов и явлений, их синтезирования и обобщения.

4. Уточнение. Чтобы приобретенные школьниками понятия о предметах и явлениях были определенными, необходимо уточнить их и, пользуясь сравнением, отличить от родственных или сходных понятий.

5. Определение понятия. После проделанной работы по формированию понятия рекомендуется дать его определение. Определение должно охватить все общие существенные признаки понятий.

6. Упражнение по практическому применению понятий и проверка их усвоения.

7. Расширение и углубление понятий. В процессе дальнейшего обучения учащихся глубже знакомятся с содержанием понятий и изучают связи и отношения между различными понятиями.

Предложенные Н.А. Менчинской, Н.Ф.Талызиной и М.Н. Шардаковым способы формирования понятий не исчерпывают всех случаев формирования понятий в процессе обучения. Упомянутые способы могут быть реализованы главным образом при формировании понятий, когда возможна опора на конкретный наглядный материал, на чувственно воспринимаемые предметы и явления. В настоящее время в школьном преподавании приходится все чаще иметь дело с такими понятиями, при формировании которых невозможна опора ни на непосредственный опыт учащихся, ни на наглядные образы и чувственно воспринимаемые объекты, ни на реконструируемые воображением представления о явлениях и предметах, ни на знания, усвоенные ранее. Начинать в таких случаях формирование понятия с «предметных» действий, как это предлагает П.Я. Гальперин, или с «чувственного восприятия», как предлагает М.Н. Шардаков, не представляется возможным. Здесь возможен иной путь - начинать формирование понятия с определения, которое учащийся усваивает под руководством педагога посредством анализа некоторого целого с целью открытия его генетически исходного, существенного, всеобщего отношения как основы внутреннего единства этого целого. Этот путь рекомендуется

В. Оконь предлагает следующие этапы формирования научных понятий [25, с. 156]:

1. Сопоставление данных предметов с другими.

2. Поиски общих и различных черт рассматривают вместе, так как оба вида этой деятельности выступают в неразрывной связи.

3. Определение понятия на основании знакомства с чертами предмета.

Н.Г.Разумовский, А.И.Бугаев, Ю.И.Дик дают свою интерпретацию этапов образования понятия [27, с. 82]:

1) выделение существенных признаков понятия при помощи наблюдений за изучаемыми объектами, работа с учебной литературой;

2) синтезирование существенных признаков в определении понятия;

3) уточнение признаков понятия с помощью варьирования несущественных признаков класса, отделение существенных признаков от несущественных;

4) отграничение данного понятия от ранее изученных на основе сравнения признаков сходных понятий, выявлению общего и особенного;

5) установление связей и отношений данного понятия с другими;

6) применение понятий, дальнейшее уточнение признаков, диффренцировка их и конкретизация;

7) классификация понятий и их систематизация.

Обобщая результаты исследований и опираясь, в первую очередь, на работы А.В. Усовой и ее аспирантов, можно выделить следующие этапы формирования сложных естественнонаучных понятий [39, с. 51]:

1. Отбор существенных признаков понятия, отделение их от несущественных.

2. Синтез существенных признаков понятия в определение.

3. Уточнение и закрепление существенных признаков понятия в памяти.

4. Установление связей данного понятия с другими, выделение сходных понятий по определенным признакам.

5. Использование данного понятия при решении задач и упражнений.

6. Классификация понятий, определение места понятия в данной системе.

7. Опора на данное понятие при усвоении нового понятия.

8. Установление связей между понятиями разных дисциплин, применение понятий общенаучных в решении задач межпредметного характера.

Перейдем к методам формирования понятий. Основными являются индуктивный и дедуктивный. Начинается индукция обычно с анализа опытных данных, на основе сравнения выявляются общие признаки наблюдаемых предметов или явлений, затем, выделяя существенные признаки предметов, абстрагируются от несущественных. Далее приступают к нахождению существенно общих признаков, что приводит к возникновению нового суждения - так делается индуктивное умозаключение.

Таким образом, в индуктивных умозаключениях получение новых фактов формулируется на основе анализа наблюдений, а дедуктивное умозаключение выводится из посылок.

Дедуктивный вывод следствий не использует никаких моделей.

Все рассуждения проводятся на абстрактном уровне, т.е. широко применяются математические выводы. Этот вид дедуктивного приема изложения является наиболее трудно усваиваемым для учащихся по сравнению с дедуктивным предсказанием и пояснением.

Ассоциативный метод формирования понятий имеет свои истоки из ассоциативной теории, которая существенные признаки понятия рассматривает как общие, необходимые и отличительные.

Логика образования понятий представляет из себя следующую цепочку: предмет - восприятие - понятие - слово.

Таким образом, мы рассмотрели два подхода к формированию научных понятий у учащихся. Один из них опирается на эмпирическую теорию обобщения, другой - на теорию содержательного обобщения. Также рассмотрели такие методы формирования научных понятий как дедуктивный, индуктивный, ассоциативный и инвентивный. Так как главным источником формирования понятия является действительность и деятельность человека, а ощущения и восприятия поставляют материал для представлений, целесообразно обратиться к витагенному образованию, которое основано на жизненном опыте, образованном этими представлениями.

ошибки в процессе формирования научных понятий.

Ошибочное обобщение. Целенаправленная организация деятельности учащихся учителем, конечно, вносит важные коррективы в эту схему: существенные признаки могут и должны выделяться школьниками (с помощью учителя) на первом же этапе формирования понятия. Но отмеченная выше схема все-таки дает себя знать — это сказывается на распространенных ошибках, которые допускают школьники в процессе усвоения понятий. Типичной ошибкой будет, например, обобщение по несущественным, случайным, но ярким, заметным, броским признакам. Каковы причины этого явления?

 Во-первых, здесь сказывается личный опыт ученика, его житейские понятия, первоначальные обобщения. Так, мышь, по мнению ребенка, есть домашнее животное («так как живет дома»), плод — нечто обязательно сочное и съедобное (в жизни младший школьник встречается именно с такими плодами), подлежащее слово, занимающее первое место в предложении (в упражнениях дети имели дело чаще всего с такими предложениями), предлог - короткое слово (именно с такими встречался ученик), а поэтому предлоги смешиваются с местоимениями и союзами. Итак, случайные признаки приобретают обобщенную значимость по той при¬чине, что они играли значительную роль в прежнем личном опыте младшего школьника.

 Во-вторых, здесь сказывается характер восприятия школьника. В ранг существенных возводятся яркие признаки, непосредственно воспринимаемые в рисунке или на чертеже. Такова природа рисунка, наглядного изображения, чертежа. Нельзя изобразить какое-нибудь понятие, т. е. предмет, без случайных, несущественных признаков. Нельзя изобразить «вообще плод», «вообще рыбу» и т.д. Нельзя изобразить «вообще треугольник» — всегда это будет совершенно конкретный треугольник, с определенными углами, сторонами, определенно расположенный на плоскости.

 Однообразные, ограниченные наглядные впечатления тормозят вычленение и обобщение существенных признаков предмета или явления, так как фиксируют внимание школьников на ясно выраженных, но случайных, несущественных признаках. Поэтому часто младшие школьники не относят к растениям грибы, потому что «у них нет листьев», насекомых — к животным, потому что «они маленькие». Отсюда и распространенные ошибки («внешний угол всегда тупой», «раб — согбенный, измученный, полуголый человек», «рабовладелец — толстый, украшен драгоценностями»).

 Воздействие непосредственных впечатлений при образовании понятий столь велико, что в ряде случаев оно оказывается сильнее словесного воздействия (текста учебника, объяснения учителя). Например, кита, дельфина самые младшие школьники иногда считают рыбами, хотя детям объясняют, что кит дышит воздухом, выкармливает детенышей молоком. В данном случае на операцию обобщения сильно давят внешние наглядные признаки (живет в воде, рыбообразная форма тела, плавает). Летучую мышь дети относят к птицам («она же летает!»), хотя школьник знает существенные признаки понятия «млекопитающие». Зная, что водоразделом называется граница между двумя рядом лежащими бассейнами рек, ученики при подведении под понятие руководствуются признаком несущественным («Уральский хребет не является водоразделом, так как водораздел — небольшая возвышенность»). Даже младшие подростки порой не узнают прямоугольного треугольника, если прямой угол его находится вверху, так как ориентируются не на хорошо известное им определение (к тому же исключительно простое!), а на случайный признак — положение прямого угла внизу слева.

 Предупреждение и преодоление сшибок обобщения. Разумеется, установленные факты не влекут за собой вывода об обязательном формировании у школьников таких неправильных обобщений, ошибочных понятий. Но так часто бывает, если учитель не принимает специальных мер для предупреждения возможного отрицательного влияния наглядного материала на формирование понятий.

 Направляющее и организующее процесс образования понятий влияние учителя должно идти в двух направлениях.

 Во-первых, надо правильно организовать процесс восприятия. Этой цели может служить максимальное разнообразие наглядного материала, демонстрация разных случаев, в которых обязательно варьировались (менялись) бы несущественные признаки и сохранялись постоянные существенные. Для выработки правильного обобщения школьники должны сравнить эти случаи и выделить как общее, так и то, что варьирует, может изменяться, принимать различные значения. Формируя понятие «остров», можно показать на карте, что острова могут быть большие и малые, разной формы, равнинные и гористые, изолированные и в архипелаге, прибрежные и океанические. Формируя биологическое понятие «корень», надо на рисунке показать разные виды корней — подземные и воздушные, длинные и короткие, стержневые и ветвистые. Разумеется, далеко не всегда есть возможность исчерпать все многообразие вариаций. Да в этом и нет особой нужды, так как важно дать понять школьникам ограниченность непосредственного опыта.

 Во-вторых, следует использовать направляющее слово учителя, специально подчеркивающего возможность вариаций несущественных признаков и разъясняющего направление этих вариаций. Иногда это просто конкретное указание типа: «Чтобы правильно выделить прямой угол, обращайте внимание только на градусную величину его и не обращайте внимание на то, где и как он расположен». При определении понятия надо требовать от учащихся не только раскрытия существенных признаков, но и специального указания на несущественные признаки и их возможную вариацию (например, ученик, раскрывая понятие «водораздел», указывает: «Водораздел может иметь любое направление и любую высоту»).

 Наилучшие результаты дает комбинирование показа и разъяснения. Например, вводя понятие «вертикальные углы», учитель говорит: «Вертикальные углы не обязательно такие, какие изображены в учебнике. Они могут занимать и такое, и такое, и такое положение (чертит на доске), величина углов также может быть различной» (демонстрирует).

 Весьма существенно для формирования правильных понятий у школьников систематически упражнять их в применении изученных понятий на практике. Овладеть понятием — значит не только знать существенные признаки предметов и явлений, которые объединяются данным понятием, но и уметь применять его в жизни, на практике, уметь оперировать, пользоваться им.

 В настоящее время экспериментально исследуют совершенно новый путь образования научных понятий у школьников. При этом исходят из того, что обобщение на основе сравнения (эмпирическое), во-первых, все равно не может исчерпать всего многообразия частных случаев и, во-вторых, часто приводит к ошибочному понятию. Поэтому общие существенные признаки выявляется не путем сравнения ряда частных случаев, а путем глубокого анализа одного случая, факта, предмета с выявлением глубоких внутренних связей и отношений отдельных признаков. Короче говоря, существенные признаки выявляются ее путем сравнения, а путем глубокого анализа (теоретического обобщения)

Какие правила должен, на Ваш взгляд соблюдать педагог, в процессе формирования научных понятий?

Для педагога важно не просто способствовать усвоению понятия учениками, а прямо и активно управлять этим процессом. Для управления процессом формирования правильных понятий учителю необходимо, во-первых, вместе с учениками выделить соответствующие существенные свойства объектов, во-вторых, показать их значение для решения определенных задач. Выделение существенных свойств достигается двумя путями: на основе целенаправленного моделирования, когда необходимые свойства сразу изображаются с помощью схем и символов, или на основе варьирования, когда предъявляемый материал видоизменяется и чередуется так, что бы в нем выявлялись некоторые существенные свойства. Значимость для ученика достигается тем, что выделенные существенные свойства используют при решении определенных задач. Эти свойства становятся нужны ему как ориентиры целесообразного действия. Учитель должен показывать ученикам существенные свойства объектов, демонстрируя действия, посредством которых эти свойства могут быть выявлены или воспроизведены в процессе формирования понятий. Это может достигаться двумя путями.

1) какие свойства объекта и в какой последовательности следует выделять;

2) какие действия следует выполнять при наличии тех или иных свойств;

3) какие результаты могут давать эти действия;

4) под какое понятие следует подвести объект при получении того или иного результата.

Многократное использование этой схемы применительно к различным конкретным объектам приводит к формированию у учащегося соответствующих понятий. Второй путь заключается в том, что в качестве объектов учащемуся даются не конкретные образцы, а общие принципы и структуры изучаемого класса предметов. В этом случае учащийся сам, исходя из общих принципов, выделяет ориентиры действий с конкретными объектами.

 Таким образом, главный путь формирования научных понятий – обучение, при этом ведущим является содержание обучения. Знания, которые ученик получает, задачи, которые он решает в ходе обучения, – вот что определяет содержание и форму понятий, а также характер практических, персептивных и умственных действий ученика, выявляющих значимые и существенные стороны отражаемых в понятиях объектов.