Поисково-исследовательская (задачная) технология обучения

Природа учебного процесса, а отсюда и подходы к его построению и реализации, определяются тем, что выбрано в качестве элементарной единицы обучения. Если исходить из того, что такой единицей, «клеточкой» обучения является учебно-познавательная задача, то весь процесс обучения можно представить как систему задач. Задача как «клеточка», реализующая цели обучения, выступает как узловой момент, фокус всего учебного процесса, аккумулирующий, собирающий все содержание предстоящего акта обучения, который и развертывается из задачи.

Задача всегда основана на исходном, но направлена на достижение заданного перспективного уровня знаний, развития, отношения к изучаемому учащихся, т.е. в задаче всегда присутствует исходная сторона и сторона перспективная. В этом и заключается ее двойственный характер, ее внутренняя противоречивость, которая является источником движущих сил обучения.

В качестве движущих сил обучения выступают его противоречия, основное среди которых – это противоречие между новыми перспективными потребностями учащихся и достигнутым (исходным) уровнем овладения средствами их удовлетворения. Задача, таким образом, создает условия для проявления внешних противоречий (между требованиями задачи и уровнем познавательной деятельности учащихся) и перевода их во внутренние противоречия (между потребностями учеников и их возможностями).

Для учащихся учебные задачи выступают как задачи познавательные, среди которых можно выделить различные виды: перцептивные, речевые, коммуникативные, мыслительные и т. д. Задачу в познании можно определить как ситуацию, требующую от субъекта некоторого действия, направленного на нахождение неизвестного на основе использования его связей с известным. Источником задачи является проблемная ситуация: субъект в своей деятельности встречает препятствие. Если субъект осознал эту преграду и захотел ее устранить, то он «вошел» в проблемную ситуацию, принял ее.

Анализ проблемной ситуации, выявление ее связей, отношений, закрепленных в языке, и выражается в виде задач. Процесс усвоения и понимания знаний не может осуществляться без постановки и решения задач. Даже читая текст, слушая учителя, учащиеся имеют дело с задачами. Любой текст – это совокупность задач, т.е. скрытых проблемных ситуаций, условия которых не переведены в характерный для задач состав условий и требований. Сформулированная задача создает внешние условия для осознания проблемной ситуации. Мышление начинается в проблемной ситуации, с ее осознания и принятия, поэтому, чтобы пробудить ситуацию мыслительной активности при чтении текста, нужно его «увидеть» как систему задач, систему скрытых проблемных ситуаций. Слушание готового объяснения учителя также должно восприниматься как последовательность задач. Учащиеся, которые «видят» задачи и отраженные в них проблемные ситуации в тексте, изложении, воспринимают преподносимую информацию как ответы на вопросы, которые у них возникли при восприятии текста. Эти вопросы включают механизм их мыслительной активности, поэтому усвоение даже «готовых» заданий является для них эффективным и в плане функциональности этих знаний, т.е. усвоение и развитие (превращение знаний и действий по овладению ими в психические новообразования) осуществляется у таких учеников одновременно.

Ученик может получить задачу в готовом, сформулированном виде. Он должен понять и принять задачу. Понять задачу – это, значит, осознать как бы скрытую от внешнего взора ее проблемность, т.е. такую расстановку отдельных ее элементов, которая порождает процесс мышления и направляет его на снятие «преград» – несовместимо построенных компонентов задачи. Показателем «принятия» является стремление изменить формулировку отдельных условий, одни слова и выражения заменить другими и т.д., т.е. переформулировать, перекодировать задачу по-своему. На продвинутом этапе обучения ученики должны научиться анализировать ситуацию и формулировать задачу.

Обучение не будет выполнять развивающую функцию, если при решении системы задач деятельность учащихся ограничивается репродуктивными действиями, но не включает механизма собственной аналитико-синтетической деятельности.

Сущность поисково-исследовательской технологии обучения состоит в том, чтобы построить учебное познание как систему задач и разработать средства (предписания, приемы) для того, чтобы, во-первых, помочь учащимся в осознании проблемности предъявляемых задач (сделать проблемность наглядной), во-вторых, найти способы сделать разрешение проблемных ситуаций (заключенных в задачах) личностно-значимым для учеников, и в-третьих, научить их видеть и анализировать проблемные ситуации, вычленять проблемы и задачи.

Деятельность при решении задачи можно разделить на четыре вида: репродуктивная, алгоритмическая, трансформированная и творческо-поисковая. В первом виде деятельности проблемность близка к нулю, а каждый последующий вид должен обладать большим уровнем проблемности. Любой учебный текст может состоять из различного сочетания задач всех названных типов.

Репродуктивные задачи решаются по заданной в словесной форме программе выполнения всех элементарных шагов с указанием условий их применения.

Алгоритмические задачи решаются по алгоритму, заданному в виде формулы, правила, т.е. для решения необходимо, развернуть этот алгоритм, заданный в виде формулы, в развернутую программу. Поэтому при решении такой задачи используются и действия неалгоритмического, проблемного характера.

В трансформированных задачах, когда надо применять известные формулы в новых ситуациях, эвристические шаги играют ведущую роль. Основой решения творческо-поисковых задач является сочетание логического анализа и интуиции. Интуиция – это способность непосредственного усмотрения истины без предварительного логико-эвристического рассуждения. Она связана как с накопленным опытом и знаниями, так и врожденными задатками, которые в совокупности определяют способность человеческого мозга совершать «скачки» в процессе познания. Интуиция является бессознательной формой психической деятельности, которая использует неосознаваемую, исключенную из активной работы сознания, информацию. При этом сам процесс обработки информации не осознается человеком, а проявляется в сознании лишь его результат. Человеку кажется, что на него «ниспослано озарение». Это и есть момент «скачка», или «инсайт». Внешне инсайт выглядит как логический разрыв, скачок в мышлении, получение результата, не вытекающего однозначно из посылок.

Интуитивное познание характеризуется, во-первых, неосознанностью, нерасчлененностью процесса с продуктом. Во-вторых, чтобы интуиция являлась целенаправленным процессом, чтобы вызвать подсознательную деятельность, необходимо сознательное предварительное усилие и напряжение. И, в-третьих, интуитивные решения всегда сопровождаются эмоциональной реакцией, т.к. преодоление затруднения, возникающего в проблемной ситуации, снимает эмоциональный дискомфорт.

Обозначим структуру деятельности по решению задач.

I. Анализ состава задачи.

1. Осознание задачи:

§ выяснение информации, имеющейся в явном виде (выделение элементов);

§ выявление структурных связей и отношений.

2. Актуализация и организация знания (приспособление извлеченной информации к конкретным условиям задачи):

§ поиск информации (привнесенные задания);

§ распознавание вида задачи;

§ изоляция отдельных элементов и их изучение;

§ комбинирование отдельных деталей;

§ перегруппировка элементов;

3. Перекодирование задачи (чертеж, схематическая запись и т.д.).

4. Переформулирование задачи.

II. Осознание проблемности (противоречивости) задачи, формулировка проблемы.

III. Поиск плана решения:

§ выдвижение гипотезы (идеи о возможном пути решения проблемы и замысла ее реализации);

§ доказательство гипотезы;

§ составление развернутого плана решения.

IV. Осуществление решения:

§ реализация последовательности шагов плана;

§ доказательство того, что результат удовлетворяет требованиям задачи.

V. Ретроспективный анализ задачи (рефлексия); установление и закрепление в памяти тех приемов, которые привели к решению:

§ обсуждение выполненного решения с точки зрения его рациональности;

§ обсуждение поиска способа решения, выяснение того, какие приемы были удачны, чтобы учащиеся смогли обобщить эти приемы и привести их в систему;

§ сопоставление решенной задачи с другими, выявление общих закономерностей.

При ретроспективном анализе деятельности по решению задачи возможна следующая система вопросов к учащимся:

· Какие моменты в процессе решения представляли узловые этапы решения?

· Какой момент решения был самым важным?

· В чем состояла самая главная трудность?

· Что можно сделать лучше?

· Нет ли здесь какого-либо приема, заслуживающего внимания, который можно применить в следующий раз в аналогичной ситуации?

Для того, чтобы учащиеся приобрели умения, составляющие культуру решения задач, можно на различных этапах обучения решению задач (до начала решения, в ходе решения, после решения нескольких задач) предложить ученикам технологическое описание их действий при решении задачи:

1) внимательно прочтите условие задачи и запомните вопрос (требование) задачи;

2) начните обдумывать данные условия (слово за словом, элемент за элементом) и определите, что они дают для ответа на вопрос;

3) подумайте, не противоречат ли друг другу данные в условии задачи, не помогают ли одни данные понять значение других данных того же условия;

4) если в условии не хватает каких-либо данных, вспомните, что вы знаете по теме задачи, и подумайте, что из этих знаний может помочь решению;

5) предложите свою идею решения задачи;

6) составьте план решения задачи по этапам;

7) докажите свое решение;

8) проверьте, является ли ваше решение ответом по существу вопроса задачи;

9) проверьте, нет ли в условии задачи данных противоречащих вашему решению;

10) проверьте, все ли данные вы учли? Все ли возможные выводы по существу вопроса задачи вы сделали и доказали?

Технологизация обучения решению задач предполагает четкое понимание педагогом тех умений, которыми должны овладевать учащиеся, чтобы научиться решать задачи. Опрос педагогов по этому вопросу показал, что подавляющее большинство не могут назвать конкретные умения по решению задач, которым они хотели бы научить своих учеников. Если учащиеся участвуют в решении задач, не осознавая последовательности своих действий, причин свои затруднений или удач, то педагогу трудно осуществлять адресную помощь тем или иным ученикам, так как он не знает какие именно умения «западают» у того или другого школьника.

Приводим примерный перечень умений по решению задач, которые необходимо развивать у учащихся.

1. Умение анализировать состав задачи (выявление совокупности элементов и описание структурных связей-отношений между ними).

2. Развертывание условий (определение явных и неявных приведенных данных).

3. Переформулирование задачи: на основе привнесенных данных выдвигается новое требование, при этом работает механизм «анализа через синтез», т.е. выделение (анализ) новых свойств в объекте совершается через соединение (синтез) исследуемого объекта-задачи с другими явлениями. Из объекта-задачи как бы вычерпывается новое содержание, он как бы поворачивается каждый раз другой своей стороной, в нем выявляются неизвестные ранее свойства.

4. Умение расширять диапазон эвристик. Эвристики – специальные приемы организации мышления, направленные на создание оптимальных условий проявления интуиции. Знание эвристик развивает способность находить подходы к задачам, методы, решения которых еще неизвестны (выходить за пределы собственных знаний). В качестве эвристик могут выступать: эвристические правила, содержащие рекомендации по выбору возможного действия в условиях альтернативного поиска. Правила включают: а) эвристические сведения (формулы, законы), афоризмы (пословицы, поговорки, крылатые выражения), правила предпочтения; б) эвристические операции – это мыслительные действия, направленные на достижение цели: индукция, аналогия, сравнение, обобщение и т.д.

5. Умение составлять план решения (на основе логико-эвристической деятельности предвидеть и строить последовательность действий).

6. Умение аргументировать действия.

7. Умение выделять обобщенный алгоритм решения (если это возможно).

8. Умение ретроспективного анализа.

Каждый курс определенного предмета можно представить в виде системы познавательных задач. Эта система должна отвечать по крайне мере пяти показателям:

1. В ней должны содержаться задачи, соответствующие иерархии учебных целей, т.е. задачи на первый уровень усвоения – уровень знакомства – различения; задачи второго уровня усвоения – алгоритмического; задачи соответствующие третьему уровню усвоения – творческому.

2. Система задач должна учитывать практически все основные виды структурных связей, возможных в данной области знаний.

3. Система должна представлять «лестницу» задач возрастающей сложности. Сложность определяется по количеству познавательных шагов, необходимых для решения, и по сочетанию среди этих шагов репродуктивных, алгоритмических и творческих.

4. Система задач должна определять всю типологию методов познания, специфичных для определенной науки. Например, по истории это будут методы: сравнительно-исторический, метод аналогий, статистический метод, метод определения причин по следствиям, метод реконструкции целого по части и наоборот и т.д.

5. Необходимым показателем системы задач является полнота процедур творческой деятельности.

Необходимо конструирование системы задач, обеспечивающей формирование следующих творческих процедур (по И. Я. Лернеру):

· самостоятельный перенос ранее усвоенных знаний и умений в новую ситуацию;

· видение новой проблемы в знакомой ситуации;

· видение новой функции объекта;

· осознание структуры объекта;

· поиск альтернативных способов решения;

· комбинирование ранее известных способов действий в новый способ.

Анализ задач в школьных учебниках показывает, что часто в задачах к теме превалируют задачи, требующие творческих процедур одного и того же типа (перенос знаний в новую ситуацию). Необходимо разнообразие задач, вычерпывающие все виды творческих процедур.