Философские и психологические основы дидактики (на примере обучения химии)

Приведём результаты исследования, показавшие, насколько сформированы функции понятий в сознании учащихся [77]. Для этого им предлагались особые задания. В экспериментальных классах применялась специальная методика формирования понятий, обладающих вышеперечисленными функциями. В контрольных классах формирование понятий происходило по традиционной объяснительно-иллюстративной методике.

Чтобы проверить усвоение понятий на уровне систематизирующей функции, было дано следующее задание.

Разделите данные вещества на группы. Укажите, на основании каких свойств вы провели деление.

Ни в экспериментальных, ни в контрольных классах кислые и основные соли не изучались. Среди указанных признаков названы как существенные, так и несущественные. Учащиеся должны были выбрать существенный признак для деления солей на группы. Получены следующие результаты (табл. 2).

Таблица 2. Результаты выполнения заданий, проверяющих сформированность систематизирующей функции понятий

Разделение солей на группы затруднений у школьников как экспериментальных, так и контрольных классов не вызвало. Разница состоит в обоснованности выбора. Большинство учащихся экспериментальных классов обосновали свои действия.

Так, ученик экспериментального класса М. дал следующее объяснение: «Первая группа: Cu₂(OH)₂CO₃, FeOHCl₂. Эти соли мы относим к первой группе, так как в их составе есть анион гидроксид и эти соли взаимодействуют с кислотами, проявляя свойство основания. Вторая группа: Al₂(SO₄)₃, NiCl₂. Объединили эти соли, потому что они взаимодействуют с кислотами и основаниями и образуется осадок. Третья группа: Ca(HCO₃)₂, K₂HPO₄. Эти соли мы отнесли к третьей группе, так как в составе есть катион водорода и эти соли взаимодействуют с основаниями и проявляют свойства кислоты».

Из ответа следует, что ученик при классификации взял два существенных признака – состав и соответствующее проявление свойств. Примечательно, что М. в предъявленных веществах распознал соли, предсказал их свойства («проявляют свойство кислоты, проявляют свойства оснований»). Это свидетельствует о том, что учащиеся экспериментальных классов в этом задании показали также владение объяснительной функцией.

Учащиеся контрольных классов затруднялись обосновывать свои действия. Например, ученик Л. написал (лучший ответ): «Я произвёл деление веществ по отношению к кислотам и основаниям». Объяснить более точно ученик не сумел, то есть у учащихся контрольных классов не сформирована объяснительная функция.

Результаты показывают, что целенаправленное формирование систематизирующей функции понятий даёт более осознанные и глубокие знания у учащихся экспериментальных классов.

Подобные результаты получены при проверке сформированности прогнозирующей функции. Чтобы выявить сформированность этой функции, в задание включали уравнение реакции, которая ещё не изучалась. Учащимся об этом не сообщалось.

В одном из вариантов были следующие задания.

Какие из приведённых реакций возможны, а какие – нет? Ответ обоснуйте. Закончите уравнения возможных реакций.

Учащиеся экспериментальных классов ещё не изучали реакцию кислотных оксидов с основанием, а контрольных классов – эту же реакцию, а также реакцию между оксидами. Нужно отметить, что знания о системе неорганических веществ в экспериментальных классах формировались на основании системно-деятельностного подхода, а в контрольных неорганические вещества изучались объяснительным методом в другой логике.

Рассмотрим результаты выполнения тех упражнений, которые требуют предсказания. Это реакция кислотного оксида с основанием. Сравним выполнение этого уравнения с уравнениями изученных реакций (табл. 3).

Таблица 3. Результаты выполнения заданий, в том числе проверяющих прогнозирующую функцию понятий (выделено полужирным шрифтом)

Как видим, учащиеся экспериментальных классов достаточно успешно справились с предсказанием (67 %). У учащихся контрольных классов предсказательная функция практически не сформирована (11 %).

Из сказанного следует, что от овладения школьниками функциональностью понятий зависит осознанность владения знаниями, формирование умения применять знания. Можно сделать вывод: методика формирования понятий должна обеспечивать овладение учащимися понятий с присущими им функциями.

Глава III
Деятельность учителя и ученика в современном учебном процессе

Ничему тому, что важно знать, научить нельзя, – всё, что может сделать учитель, – это указать дорожки.

Р. Олдингтон

Способ организации учебного процесса в педагогической реальности отражён в различных литературных источниках: монографиях, статьях, докладах, описаниях уроков. Из них следует, что объяснительный метод является основным в учебном процессе. И даже если признаётся необходимость деятельностного подхода, объяснение учителя считается ведущим методом. В этом случае учебно-познавательная деятельность ученика выступает как подтверждающая объяснения учителя, то есть носит в основном репродуктивный характер.

В подтверждение приведём классификацию учебно-познавательной деятельности в монографии В. А. Беликова с многозначительным названием «Образование. Деятельность. Личность» [9]. Представим виды учебной деятельности, приведённые В. А. Беликовым, в таблице 4.

Таблица 4. Виды деятельности (по В. А. Беликову)

Надо отметить, что классификация проведена автором формально. В каждом виде деятельности объединены разноуровневые формы (более общие с частными), либо они относятся к разным видам. Такую классификацию следовало бы назвать группировкой форм деятельности. Она произведена без систематизирующего принципа и не соответствует универсальности, которой требуют ФГОС [143]. Многие формы деятельности связаны с получением знаний учащимися в готовом виде при преобладании объяснительного метода. Это выражается в виде выделения деятельности со словесной основой.

Преобладание объяснительного метода можно видеть и в методических пособиях. Так, в книге Г. М. Чернобельской при описании системы методов обучения выделяются следующие признаки:

«1. Характер познавательной деятельности учащихся (общие методы): объяснительно-иллюстративный, эвристический, исследовательский.

2. Вид источников знаний (частные методы): словесные, словесно-наглядные, словесно-наглядно-практические.

3. Формы совместной деятельности учителя и учащихся (конкретные методы): лекция, рассказ, объяснение, беседа, самостоятельная работа, программированное обучение, описание и т. д.» [157].

Как видим, источник знаний для учащихся один: получать знания в готовом виде объяснительным (словесным) методом.

В своей обучающей работе учителя отмечают следующие методы [128]:

– словесные, наглядные;

– репродуктивные;

– проблемно-поисковые;

– аналитические, синтетические;

– индуктивные, дедуктивные.

В качестве учебной деятельности используют опрос, письмо, чтение, слушание, рассказ, рассматривание наглядных пособий, ответы на вопросы, решение примеров и т. д. [101].

Снова в приоритете словесные (объяснительные) методы.

Обратимся к материалам Организации экономического сотрудничества и развития. По её инициативе совместно с ведущими международными научными центрами разработана программа PISA, согласно которой выделяются следующие виды познавательной деятельности:

«“Знание”: способность вспоминать, распознавать, описывать и приводить примеры фактов, понятий, процедур.

“Применение”: способность использовать имеющиеся знания для сравнения, противопоставления и классификации объектов или материалов; соотнесение научных знаний с конкретным контекстом; создание объяснений и решение практических задач.

“Рассуждение”: использование доказательств и понимания науки для анализа, синтеза и обобщения, причем часто в незнакомых ситуациях и сложных контекстах».

«Авторитетная» программа не вносит ясности в вопрос о познавательной деятельности, наоборот, только запутывает это понятие. К таковой можно отнести только третий пункт из указанных. В областях «Знание» и «Применение» в качестве деятельности представлены способности, которые сами по себе не могут являться деятельностью. На самом деле способности развиваются из задатков в результате учебно-познавательной деятельности. Таким образом, в документах Организации экономического сотрудничества и развития виды учебно-познавательной деятельности не определены.

Дидактика объяснительного метода более чётко выделяет формы учебно-познавательной деятельности. На типовом уроке учитель объясняет учебный материал, а учащиеся слушают, пишут, читают, отвечают на вопросы и т. д. При необходимости учитель записывает формулы и уравнения. Изредка демонстрирует опыты, ещё реже организует лабораторные опыты и практические работы. Для закрепления учитель задаёт, а учащиеся выполняют упражнения по написанию формул и уравнений. Также учитель показывает, как решать задачи. Обычно учащиеся решают задачи по образцу. Считается большим достижением создать алгоритм решения задач, что на самом деле ведёт к формальному усвоению знаний. Дети получают знание в готовом виде.

Наши отечественные психологи – Л. С. Выготский, В. В. Давыдов, Д. Б. Эльконин и другие – доказали, что знания, полученные в готовом виде, усваиваются трудно, задействуется главным образом механическая память. Между тем механическая память после десятилетнего возраста ослабевает, формируется логическая память, которая требует другого метода обучения. Мозг нуждается в развитии мышления – это нормальная деятельность мозга. Однако при объяснительно-иллюстративном методе он встречает тормоз на пути мышления. «Объяснительно-иллюстративный метод, рассчитанный на умственную пассивность школьника… накладывает отпечаток на умственное и нравственное развитие учащихся; получая в готовом виде плоды чужого умственного труда, они нередко привыкают жить чужим умом и уносят эту привычку в дальнейшую жизнь» [125].

Положение о неэффективности подачи учебного материала в готовом виде поддерживается и философией. Так, Э. В. Ильенков писал о том, что в обучении ученик должен сталкиваться с противоречием. «Всякая реальная проблема, требующая применения “ума”, всегда и везде формулируется логически в виде неразрешённого противоречия… Если такого рода ситуации не возникают, в человеке вообще не просыпается даже потребности в самостоятельном думании, и его интеллект ориентируется просто-напросто на действия по уже готовым, по уже проторенным дорожкам, по заученным схемам. А для этих действий, конечно, не требуется никакого ума» [64].

Д. Б. Эльконин в отзыве на книгу А. К. Дусовицкого «2х2=x?» описывает зарождение и развитие нового содержания и новой технологии развивающего обучения. Психологи обратили внимание на то, что при переходе из начальной школы в среднюю дети сталкиваются с большими затруднениями в учёбе [170]. Обнаружилось, что в программах начальной школы отсутствует формирование научных понятий, следовательно, не формируется логическое мышление, характерное для данного возраста. Потребовалось новое содержание учебных предметов и новая методика преподавания, которая выразилась в системно-деятельностном подходе. Оказалось, что дети в начальной школе стали более успешными в учёбе. «Дети здесь показывали по всем параметрам умственного развития значительно более высокие результаты, чем дети, обучающиеся по традиционно сложившимся программам и технологии», – писал Д. Б. Эльконин.

Однако проблема перехода из младшей школы в среднюю осталась, при этом приобрела другой характер. Теперь дети, способные к самостоятельному поиску, логическому мышлению, попадали в устаревшую технологию объяснительного метода, сущность которого заключается в следующем процессе: объяснение учителя (знание в готовом виде) – слушание учеником объяснения (пассивное восприятие) – запоминание (как правило, механическое) – усвоение.

В современной дидактике структура процесса усвоения знаний определяется цепью явлений:

восприятие – осмысление – понимание – обобщение – закрепление – применение.

Этим определяются формы умственной деятельности учащихся: закрепление, осмысление и запоминание нового материала. Причём объяснение предваряет учебно-познавательную деятельность, а учебно-познавательная деятельность следует за объяснением как репродуктивная деятельность. Предметной учебной деятельностью является наблюдение демонстраций, выполнение практических работ, выполнение письменных заданий.

Например, учитель рассказывает о свойствах соляной кислоты, приводит уравнения реакций. Ученики слушают, переписывают с обычной или интерактивной доски то, что пишет учитель. После объяснения предлагается несколько упражнений для закрепления.

Такие упражнения не требуют открытия чего-то нового в изучаемом учебном материале, они производятся на репродуктивном уровне, по принципу «делай с нами, делай, как мы». Происходит пассивное действие оперирования знаками. Прямые указания ученику о том, что и как ему нужно исполнять, не включают мышление, следовательно, не вызывают познавательный интерес и мотивацию к учению. Наоборот, это отчуждает ребёнка от учебного процесса.

Понятно, что при объяснительном методе преподавания умственные процессы детей не направлены на развитие. Ученик опять попадает в ситуацию механического запоминания учебного материала. Результаты такого образования оставляют желать лучшего.

В этом можно убедиться, посмотрев на ошибки, которые делают выпускники школ и абитуриенты. Например:

BaCl + H₂SO₄ = Cl(SO₄)₂ + BaH₂

NHCl + NaH₂O = NaCl + N(OH)₂

KOH + H₂SO₄ = KH₂ + HOSO₄

KOH + H₂SO₄ = KOHSO₄.

И даже так:

Al + Cu = Au + Cl.

Такие ошибки свидетельствуют о полном непонимании химии. Подобное положение с усвоением материала наблюдается и по другим предметам. Это видно, когда требуется активизировать знания в других научных областях.

Но и те школьники, которые вполне грамотно записывают уравнения реакции, не могут объяснить не только свои действия, но и смысл написанного.

Наблюдения показывают, что после окончания 9-го класса учащиеся не знают химию, не понимают смысла действий, которые они выполняли на уроках, в то время как за два года они должны изучить основы предмета. Впереди курс органической химии с её спецификой, и в 11-м классе – обобщающий курс. Но если в первые два года материал детьми не усвоен, то обобщать нечего.

Объяснять и слушать

Как убеждаемся, на современных уроках преобладает именно эта деятельность учащихся – слушание учеником объяснения учителя.

Но… Ученик слушает, но не слышит, слушает, но не понимает, слушает голос учителя, как жужжанье мухи, и… занимается своим делом. Многим кажется, что нужно только заставить ученика слушать, – и усвоение им знаний гарантировано.

На самом деле слушать объяснения – это сложная интеллектуальная деятельность. Она эффективна в том случае, когда ум слушателя уже обогащён знаниями [94].

Психологи представляют умственную деятельность человека как временну́ю ось: извлечение из памяти соответствующих знаний – восприятие новой информации – момент предвидения будущего (антиципация). Б. Ф. Ломов пишет: «…в каждый момент настоящего из памяти извлекается старая информация, проверяется, корректируется и трансформируется в зависимости от новой (поступившей в данный момент), объединяется с этой новой информацией и вновь “возвращается” в память. В традиционных схемах памяти обычно берётся только этот момент, момент связи настоящего и прошлого: превращения “настоящего” в “прошлое” (запоминание) и извлечения “прошлого” для решения задач, возникающих в “настоящем” (воспроизведение)» [97]. Связь «настоящего» с «прошлым» даёт возможность осознать закон развития информации и предвидеть будущее.

Предвидение обнаруживается психологами и при чтении текстов. «Читатель сознательно или неосознанно, правильно или неправильно в общих чертах предугадывает, о чём пойдёт речь дальше» [42].

Трёхступенчатая временна́я ось умственной деятельности человека (извлечение из памяти – восприятие новой информации – момент предвидения) происходит в том случае, если в мозгу есть соответствующее знание. Если его нет, то и услышанное новое не закрепляется в сознании.

Эти психологические явления проявляются в связи со спецификой деятельности мозга, которая имеет тонкий физиологический и биохимический механизм. Он связан с передачей информации от нейрона к нейрону. Нейроны являются особыми клетками, снабжёнными отростками – дендритами и аксонами. Концы этих отростков способны присоединяться к другим нейронам, образуя биологическую нейронную сеть [153] (рис. 1). Особый биохимический механизм, в котором участвуют ионы натрия, кальция и другие, является способом передачи информации от нейрона к нейрону. В результате возникают клеточные ансамбли – система взаимосвязанных нервных клеток (нейронов), связанных между собой аксонами. Такой клеточный ансамбль содержит системную информацию. Следовательно, мозг запрограммирован на усвоение системного знания. Потому-то дидактика и пришла к системно- деятельностному подходу.

Рис. 1. Нейронная сеть

Уже упоминалось, что при знакомстве с новым материалом мозг ставит вопросы «что это? на что это похоже?». Это происходит процесс интеграции новой информации с уже имеющимися в мозгу знаниями. При этом новое знание добавляется в обнаруженный клеточный ансамбль, содержащий соответствующую информацию, называемую в дидактике опорным знанием. Издавна замечено педагогами, что ученику, пропустившему занятия, труднее воспринимать и понимать новый материал.

Таким образом, при объяснении учебного материала учителем школьник должен произвести сложную умственную деятельность: извлечь из памяти (активировать) ответ на вопрос «что это?», то есть найти сложившуюся систему, в которую впишется услышанное новое знание; установить взаимосвязь между активированным и новым знанием; установить связи внутри нового знания. Такая работа по систематизации далеко не всегда оказывается по силам ученику и не приводит к успешному и полному усвоению знаний.

Многие учителя часто наблюдают следующий феномен. На просьбу открыть тетрадь, поставить число, написать «Классная работа», тему урока немедленно поднимаются руки и сыплются вопросы: «А число писать?», «А тему писать?», «А “Классная работа” писать?».

Учитель в одной фразе дал несколько указаний. Учащиеся не «схватили» их все. Если такую небольшую информацию детям трудно уловить на слух, то что же говорить о сложных сообщениях учителя, которые длятся пол-урока?

Известно, что зрение воспринимает 80 % информации, остальное – с помощью слуха, тактильности, кинестетики, вкуса. Не удивительно, что через слух в мозг учащихся попадает очень малая часть объяснения. Поэтому в частных дидактиках (методичках) большое значение придаётся наглядности. Не случайно известный педагог М. Н. Скаткин писал: «“Словесность” преподавания естествознания в начальной школе вредна тем, что она даёт поверхностные и непрочные знания и вызывает у учащихся утомление и скуку» [131].

Получение учеником знаний в готовом виде или в собственной деятельности?

Что же не так в нашем образовательном «королевстве»?

Встанем «на плечи гигантов».

И. Кант писал: «Понятие, первоначально возникающее из способности суждения… не содержит познания объектов и их свойств…» [65]. Он считал, что предмет познаётся через его происхождение, имея в виду, что сообщать конечный результат развития познаваемого объекта непродуктивно.

Об этом писал Я. А. Коменский: «Учащие меньше бы учили, учащиеся больше бы учились» [71].

Монтень отмечал: «Сократ заставлял сначала говорить учеников, а затем уже говорил сам» [109].

А. Дистервег считал: «Плохой учитель преподносит истину, хороший – учит её находить» [50].

К. Д. Ушинский верил в ум учащихся: «Самостоятельность головы учащегося – единственное прочное основание всякого плодотворного учения» [142].

Как же в таком случае передавать знания?

Как видим, наши гениальные предшественники требуют активности и самостоятельности учащегося в процессе обучения.

Как уже упоминалось, психологи и педагоги ХХ столетия разработали активные методы обучения: деятельностно-системный подход, проблемное обучение, эвристическое обучение, педагогику сотрудничества. С трудов Л. С. Выготского и А. Н. Леонтьева началось активное внедрение теории деятельности в школьное обучение. Д. Б. Эльконин, В. В. Давыдов, Л. В. Занков разработали учебные курсы для младших школьников, в которых учебно-познавательная деятельность ученика явилась основным звеном учебного процесса [43, 44, 58, 169].

В психологии были выделены два способа учения:

1. Получение учеником знаний в готовом виде.

2. Получение учеником знаний в собственной деятельности.

Первый способ передачи знаний малоэффективен, как было показано выше. В философии доказано, что знание нельзя пересадить из головы в голову непосредственно [62, 166], как предлагается объяснительным методом. При таком подходе ученик может использовать механическую память, тогда как его мозг созрел для логической. Как не вспомнить высказывание Э. В. Ильенкова: «Зубрёжка, подкрепляемая бесконечным повторением (которое следовало бы назвать не матерью, а скорее мачехой учения), калечит интеллект тем вернее, как это ни парадоксально, чем “умнее” усваиваемые при этом истины» [64].

Тем не менее объяснительный метод не теряет популярности. При этом учителя опираются на механическую память. Замечательная учительница И. В. Маркина разработала даже специальные мастер-классы химической мнемоники для развития механического запоминания [100].

Можно выделить две причины такой устойчивости объяснительного метода:

1. Экономия времени. Быстро изложил, быстро записал в журнал выполнение очередного пункта программы. Дальше – дело за учеником.

2. Простота способа. Как сказала одна хорошая учительница, «не хочу заморачиваться». Рассказала, дала несколько упражнений на закрепление – простенько, и никаких вопросов к учителю. А усвоение знаний – это проблема ученика.

Однако объяснение, даже с наглядностью, с опытами, не гарантирует того, что ученик усвоил предъявленное ему в готовом виде знание. Учителю кажется, что стоит рассказать – и результат готов. Но результаты показаны выше, и они неутешительные.

Наблюдения, а также наше многолетнее педагогическое исследование в школах Татарстана доказывают, что объяснительный способ обучения малоэффективен, так как в готовом знании угас процесс его получения, следовательно, и возможность понимания (по Канту). При этом утеряны межпонятийные и внутрипонятийные взаимосвязи и взаимозависимости, а с ними – построение системы знаний и их понимание. Знание теряет системность – главное свойство, которое удовлетворяет функционированию мозга. Мало понимая, ученики теряют интерес к учению.

Одна из причин ухудшения состояния образования кроется в накопившемся противоречии между возросшим интересом детей к окружающей действительности, связанным с электронными устройствами, и всё более скучной и насильственной технологией обучения. Здесь уже не помогают увещевания, что получение образования необходимо, и обещания будущего благополучия образованного человека. Ребёнок живёт здесь и сейчас, его влекут более интересные занятия. Но главное противоречие в нынешнем образовательном процессе заключается в несоответствии способа передачи знаний молодому поколению законам мышления и усвоения знаний человеческим мозгом.