Формирование научного мышления у детей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты научного мышления и условий его формирования

1.1 Общее понятие о мышлении и его видах

1.2 Научное мышление и условия его формирования у детей в школьном возрасте

Глава 2. Исследование условий формирования умений мыслить научно на примере учеников 11 класса МОУ СОШ №14 г. Волгограда

2.1 Методология и результаты исследования

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Развитие научного мышления как методологической основы формирующегося научного мировоззрения возможно только при усвоении в единстве содержательной и процессуальной сторон научного знания. Поэтому при обучении необходимо уделять равное внимание как самим предметным знаниям и умениям, так и способу их получения. При таком подходе к обучению у учащихся формируется устойчивое отношение к процессу познания и результатам обучения, которое в свою очередь характеризует стиль научного мышления учащегося.

Важной задачей обучения является формирование стиля научного мышления учащихся в соответствии со стилем, устоявшимся в науке на данном этапе ее развития. Актуальность решения этой задачи заключается в достижении такого личностного образовательного результата, как сформированность целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки.

Цель курсовой работы - изучение условий формирования умений школьников мыслить научно. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить понятие о мышлении и его видах,

- выделить научное мышление и условия его формирования у детей в школьном возрасте,

- провести исследование условий формирования умений мыслить научно на примере учеников 11 класса МОУ СОШ №14 г. Волгограда.

Объектом изучения являются ученики 11 класса общеобразовательной школы. Предметом - условия формирования умений мыслить научно у учеников 11 класса общеобразовательной школы.

Курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и приложений.



Глава 1. Теоретические аспекты научного мышления и условий его формирования

1.1 Общее понятие о мышлении и его видах

Предметы и явления действительности обладают такими свойствами и отношениями, которые можно познать непосредственно, при помощи ощущений и восприятий (цвета, звуки, формы, размещение и перемещение тел в видимом пространстве), и такими свойствами и отношениями, которые можно познать лишь опосредованно и благодаря обобщению, т.е. посредством мышления. Мышление - это опосредованное и обобщённое отражение действительности, вид умственной деятельности, заключающейся в познании сущности вещей и явлений, закономерных связей и отношений между ними.

Первая особенность мышления - его опосредованный характер. То, что человек не может познать прямо, непосредственно, он познаёт косвенно, опосредованно: одни свойства через другие, неизвестное - через известное. Мышление всегда опирается на данные чувственного опыта - ощущения, восприятия, представления - и на ранее приобретённые теоретические знания. Косвенное познание и есть познание опосредованное.

Вторая особенность мышления - его обобщённость. Обобщение как познание общего и существенного в объектах действительности возможно потому, что все свойства этих объектов связаны друг с другом. Общее существует и проявляется лишь в отдельном, в конкретном. [4, с. 127]

Обобщения люди выражают посредством речи, языка. Словесное обозначение относится не только к отдельному объекту, но также и к целой группе сходных объектов. Обобщённость также присуща и образам (представлениям и даже восприятиям). Но там она всегда ограничена наглядностью. Слово же позволяет обобщать безгранично. Философские понятия материи, движения, закона, сущности, явления, качества, количества и т.д. - широчайшие обобщения, выраженные словом.

Мышление - высшая ступень познания человеком действительности. Чувственной основой мышления являются ощущения, восприятия и представления. Через органы чувств - эти единственные каналы связи организма с окружающим миром - поступает в мозг информация. Содержание информации перерабатывается мозгом. Наиболее сложной (логической) формой переработки информации является деятельность мышления. Решая мыслительные задачи, которые перед человеком ставит жизнь, он размышляет, делает выводы и тем самым познаёт сущность вещей и явлений, открывает законы их связи, а затем на этой основе преобразует мир.

Мышление не только теснейшим образом связано с ощущениями и восприятиями, но оно формируется на основе их. Переход от ощущения к мысли - сложный процесс, который состоит прежде всего в выделении и обособлении предмета или признака его, в отвлечении от конкретного, единичного и установлении существенного, общего для многих предметов.

Мышление выступает главным образом как решение задач, вопросов, проблем, которые постоянно выдвигаются перед людьми жизнью. Решение задач всегда должно дать человеку что-то новое, новые знания. Поиски решений иногда бывают очень трудными, поэтому мыслительная деятельность, как правило, - деятельность активная, требующая сосредоточённого внимания, терпения. Реальный процесс мысли - это всегда процесс не только познавательный, но и эмоционально-волевой.

Объективной материальной формой мышления является язык. Мысль становится мыслью и для себя и для других только через слово - устное и письменное. Благодаря языку мысли людей не теряются, а передаются в виде системы знаний из поколения в поколение. Однако существуют и дополнительные средства передачи результатов мышления: световые и звуковые сигналы, электрические импульсы, жесты и пр. Современная наука и техника широко используют условные знаки в качестве универсального и экономного средства передачи информации. [7, с. 254]

Облекаясь в словесную форму, мысль вместе с тем формируется и реализуется в процессе речи. Движение мысли, уточнение её, связь мыслей друг с другом и прочее происходят лишь посредством речевой деятельности. Мышление и речь (язык) едины.

Мышление неразрывно связано с речевыми механизмами, особенно рече-слуховыми и рече-двигательными. Мышление также неразрывно связано и с практической деятельностью людей. Всякий вид деятельности предполагает обдумывание, учёт условий действия, планирование, наблюдение. Действуя, человек решает какие-либо задачи. Практическая деятельность - основное условие возникновения и развития мышления, а также критерий истинности мышления.

Мышление - функция мозга, результат его аналитико-синтетической деятельности. Оно обеспечивается работой обеих сигнальных систем при ведущей роли второй сигнальной системы. При решении мыслительных задач в коре мозга происходит процесс преобразования систем временных нервных связей. Нахождение новой мысли физиологически означает замыкание нервных связей в новом сочетании. Умение решать мыслительные задачи характеризует ум человека, особенно, если человек может решать их самостоятельно и наиболее экономными способами.

В зависимости от того, какое место в мыслительном процессе занимают слово, образ и действие, как они соотносятся между собой, выделяют три вида мышления: конкретно-действенное, или практическое, конкретно-образное и абстрактное. Эти виды мышления выделяются ещё и на основании особенностей задач - практических и теоретических.

Конкретно-действенное мышление направлено на решение конкретных задач в условиях производственной, конструктивной, организаторской и иной практической деятельности людей. Практическое мышление это прежде всего техническое, конструктивное мышление. Оно состоит в понимании техники и в умении человека самостоятельно решать технические задачи. Процесс технической деятельности есть процесс взаимодействий умственных и практических компонентов работы. Сложные операции абстрактного мышления переплетаются с практическими действиями человека, неразрывно связаны с ними. Характерными особенностями конкретно-действенного мышления являются ярко выраженная наблюдательность, внимание к деталям, частностям и умение использовать их в конкретной ситуации, оперирование пространственными образами и схемами, умение быстро переходить от размышления к действию и обратно. Именно в этом виде мышления в наибольшей мере проявляется единство мысли и воли.

Конкретно-образное, или художественное, мышление характеризуется тем, что отвлечённые мысли, обобщения человек воплощает в конкретные образы.

Абстрактное, или словесно-логическое, мышление направлено в основном на нахождение общих закономерностей в природе и человеческом обществе. Абстрактное, теоретическое мышление отражает общие связи и отношения. Оно оперирует главным образом понятиями, широкими категориями, а образы, представления в нём играют вспомогательную роль.

Все три вида мышления тесно связаны друг с другом. У многих людей в одинаковой мере развиты конкретно-действенное, конкретно-образное и теоретическое мышление, но в зависимости от характера задач, которые человек решает, на первый план выступает то один, то другой, то третий вид мышления. [1, с. 199]

Если мышление рассматривать в процессе развития его у детей, то можно обнаружить, что раньше всего возникает мышление конкретно-действенное, потом конкретно-образное и, наконец, абстрактно-логическое. Но особенности каждого из указанных видов мышления у детей несколько иные, связь их проще.

Виды мышления являются вместе с тем типологическими особенностями умственной и практической деятельности людей. В основе каждого вида лежит особое отношение сигнальных систем. Если у человека преобладает конкретно-действенное или конкретно-образное мышление, это означает относительное преобладание у него первой сигнальной системы над другой; если же человеку наиболее свойственно словесно-логическое мышление, это означает относительное преобладание у него второй сигнальной системы над первой. Существуют и другие различия в мыслительной деятельности людей. Если они устойчивы, их называют качествами ума.

Понятие ума шире понятия мышления. Ум человека характеризуют не только особенности его мышления, но и особенности других познавательных процессов (наблюдательность, творческое воображение, логическая память, внимательность). Понимая сложные связи между предметами и явлениями окружающего мира, умный человек должен хорошо понимать и других людей, быть чутким, отзывчивым, добрым. Качества мышления - основные качества ума. К ним относят гибкость, самостоятельность, глубину, широту, последовательность и некоторые другие мышления.

Гибкость ума выражается в подвижности мыслительных процессов, умении учитывать меняющиеся условия умственных или практических действий и в соответствии с этим менять способы решения задач. Гибкости мышления противостоит инертность мышления. Человеку инертной мысли более свойственно воспроизведение усвоенного, чем активные поиски неизвестного. Инертный ум - это ленивый ум. Гибкость ума - обязательное качество людей творчества. [3, с. 183]

Самостоятельность ума выражается в способности ставить вопросы и находить оригинальные пути их решения. Самостоятельность ума предполагает его самокритичность, т.е. умение человека видеть сильные и слабые стороны своей деятельности вообще и умственной в частности.

Другие качества ума - глубина, широта и последовательность также имеют важное значение. Человек глубокого ума способен "доходить до корня", вникать в сущность предметов и явлений. Люди последовательного ума умеют строго логически рассуждать, убедительно доказывать истинность или ложность какого-либо вывода, проверять ход рассуждения. Все эти качества ума воспитываются в процессе обучения детей в школе, а также путём настойчивой работы над собой.

Ребёнок рождается, не обладая мышлением. Чтобы мыслить, необходимо обладать некоторым чувственным и практическим опытом, закреплённым памятью. К концу первого года жизни у ребёнка можно наблюдать проявления элементарного мышления. Основным условием развития мышления детей является целенаправленное воспитание и обучение их. В процессе воспитания ребёнок овладевает предметными действиями и речью, научается самостоятельно решать сначала простые, затем и сложные задачи, а также понимать требования, предъявляемые взрослыми, и действовать в соответствии с ними.

Развитие мышления выражается в постепенном расширении содержания мысли, в последовательном возникновении форм и способов мыслительной деятельности и изменении их по мере общего формирования личности. Одновременно у ребёнка усиливаются и побуждения к мыслительной деятельности - познавательные интересы. Мышление развивается на протяжении всей жизни человека в процессе его деятельности. На каждом возрастном этапе мышление имеет свои особенности.

Мышление ребёнка раннего возраста выступает в форме действий, направленных на решение конкретных задач: достать какой-нибудь предмет, находящийся в поле зрения, надеть кольца на стержень игрушечной пирамиды, закрыть или открыть коробочку, найти спрятанную вещь, влезть на стул, принести игрушку и т.п. Выполняя эти действия, ребёнок думает. Он мыслит действуя, его мышление наглядно-действенное. Овладение речью окружающих людей вызывает сдвиг в развитии наглядно-действенного мышления ребёнка. Благодаря языку дети начинают мыслить обобщённо.

Дальнейшее развитие мышления выражается в изменении соотношения между действием, образом и словом. В решении задач всё большую роль играет слово. Существует определённая последовательность в развитии видов мышления в дошкольном возрасте. Впереди идёт развитие наглядно-действенного мышления, вслед за ним формируется наглядно-образное и, наконец, словесное мышление. [12, с. 227]

Мышление учащихся среднего школьного возраста (11-15 лет) оперирует знаниями, усвоенными главным образом словесно. При изучении разнообразных учебных предметов - математики, физики, химии, истории, грамматики и др. - учащиеся имеют дело не только с фактами, но и с закономерными отношениями, общими связями между ними.

В старшем школьном возрасте мышление становится абстрактным. Вместе с тем наблюдается и развитие конкретно-образного мышления, в особенности под влиянием изучения художественной литературы. Обучаясь основам наук, школьники усваивают системы научных понятий, каждое из которых отражает одну из сторон действительности. Формирование понятий - процесс длительный, зависящий от уровня обобщённости и абстрактности их, от возраста школьников, их умственной направленности и от методов обучения.

В усвоении понятий существует несколько уровней: по мере развития учащиеся всё ближе подходят к сущности предмета, явления, обозначенного понятием, легче обобщают и связывают друг с другом отдельные понятия.

Для первого уровня характерно элементарное обобщение конкретных случаев, взятых из личного опыта школьников или из литературы. На втором уровне усвоения выделяются отдельные признаки понятия. Границы понятия учащиеся то сужают, то излишне расширяют. На третьем уровне учащиеся пытаются дать развёрнутое определение понятия с указанием основных признаков и приводят верные примеры из жизни. На четвёртом уровне происходит полное овладение понятием, указание его места среди других моральных понятий, успешное применение понятия в жизни. Одновременно с развитием понятий формируются суждения и умозаключения. [6, с. 98]

Для учащихся 1-2 классов характерны суждения категорические, утвердительной формы. Дети судят о каком-либо предмете односторонне и не доказывают своих суждений. В связи с увеличением объёма знаний и ростом словаря у школьников 3-4 классов появляются суждения проблематические и условные. Учащиеся 4 класса может рассуждать, опираясь не только на прямые, но и на косвенные доказательства, особенно на конкретном материале, взятом из личных наблюдений. В среднем возрасте школьники употребляют также разделительные суждения и свои высказывания чаще обосновывают, доказывают. Учащиеся старших классов практически владеют всеми формами выражения мысли. Суждения с предположением выражения, допущения, сомнения и т.д. становятся нормой в их рассуждениях. С одинаковой лёгкостью старшие школьники пользуются индуктивными и дедуктивными умозаключениями и умозаключением по аналогии. Самостоятельно могут ставить вопрос и доказывать правильность ответа на него.

Развитие понятий, суждений и умозаключений происходит в единстве с овладением, обобщением и пр. Успешное овладение мыслительными операциями зависит не только от усвоения знаний, но и от специальной работы учителя в этом направлении.

1.2 Научное мышление и условия его формирования у детей в школьном возрасте

Научное мышление -- совокупность характерных черт мышления ученых, система ориентации на те или иные идеи, методы, образцы исследования, интерпретации и оценки; "готовность к направленному восприятию и соответствующему пониманию того, что воспринято". Научное мышление может формироваться под влиянием различных научных картин мира (например, эксперименты У. Гарвея, приведшие к открытию кровообращения, интерпретировались им одновременно с точки зрения механистической и аристотелевской научных картин мира; разрешение противоречий, возникавших при этом, вело к созданию теоретической физиологии).

Идеалы и нормы объяснения и описания, доказательности и обоснованности, строения (организации) научного знания, определяющие научное мышление, обусловлены историческим состоянием науки и обладают как инвариантным, так и вариабельным содержанием. Например, идеал обоснованного знания инвариантен для всех этапов истории науки, но по-разному трактуется в различных философско-методологических и научных традициях: в "картезианской" науке обоснованность знания равнозначна его выводимости из самоочевидных истин, в "ньютонианской" науке она является синонимом эмпирической проверяемости; идеал детерминистского объяснения существенно различен в эпоху П. Лапласа и в эпоху квантовой физики.

Научное мышление заменяет повторную смежность и совпадение отдельных фактов открытием одного значительного факта, причем достигает этой замены, разбивая грубые и цельные факты наблюдения на известное число более тонких процессов, недоступных непосредственно восприятию.

Рассмотрим роль и возможности формирования умений мыслить научно у школьников. Проводимые изменения в системе среднего образования позволяют говорить о том, что школа сегодня реально ориентируется на многообразие образовательных потребностей, на личность обучаемого. Вариативное образование помогает школьникам обрести иные пути понимания и переживания знаний в изменяющемся мире. Современному ученику нужно передавать не столько информацию, как собрание готовых ответов, сколько метод их получения, анализа и прогнозирования интеллектуального развития личности. [11, с. 227]

На современном этапе развития школы экстенсивный путь получения знаний исчерпал себя. На смену прежней системы увеличения объема знаний приходит интенсивный путь включающий в себя становление принципиально новых образовательных технологий. Эти технологии базируются на продуктивности, креативности, мобильности а главное опираются на научное мышление, формирование которого становится основной задачей образовательного процесса.

Научное мышление одна из ступеней человеческого познания. Оно позволяет получать знания о таких объектах, свойствах и отношениях реального мира, которые не могут быть непосредственно восприняты на чувственной ступени познания.

Предпосылки научного мышления, связанны с устройством человеческого ума. Оно направлено, прежде всего, на объяснение изучаемых наукой явлений, а объяснение - это особая форма мышления, связанная не только с онтологическим устройством мира, его организованностью в систему причинно-следственных связей, но и с особенностями человеческого ума. Потребность в объяснении "встроена" в наш ум, является одной из его внутренних закономерностей.

Формирования научного мышления начинает складываться в старшем школьном возрасте. Только в отношении старшего школьного возраста можно серьезно говорить о формировании подлинно научного мировоззрения. Для этого необходима определенная степень моральной, интеллектуальной, психической зрелости. [15, с. 301]

Процесс формирования научного мировоззрения у старшеклассников связан с умением правильно оценивать общественные явления, с воспитанием правильного отношения к ним. Возможно, и необходимо специально обучать школьников приемам самостоятельного научного анализа и оценки социально-экономических и общественных фактов и явлений.

Однако выбор методологических знаний из широкого спектра современных образовательных стандартов, способствующих развитию научного мышления у обучающихся довольно сложен. С одной стороны эти знания необходимы, а с другой должны быть достаточны и посильны для полноценного усвоения школьниками предметного материала.

Необходимыми условиями формированием научного мышления у обучающихся являются некоторые моменты преподавания:

· организация исследовательской деятельности;

· обучение рациональным приемам научного анализа и оценки социально-исторических и общественно-политических явлений с помощью научно обоснованных критериев;

· формирование необходимых навыков работы с различными источниками информации, умений преподнести и защитить свою точку зрения; мышление научный школьный ученик

· расширение сферы использования информационных технологий: привлечение ресурсов Интернета, создание презентационных материалов;

Исследование, исследовательское поведение - одна из фундаментальных форм взаимодействия живых существ с реальным миром, направленная на его изучение и познание этого мира. Оно выполняет принципиально незаменимые функции в развитии познавательных процессов всех уровней, в приобретении социального опыта, в социальном развитии и развитии личности. Понятие исследовательского поведения находится в одном ряду с такими фундаментальными понятиями, как научение, интеллект, творчество, образуя с ними неразрывную связь.

В организации исследовательской деятельности необходимо разделять научно-исследовательскую деятельность школьника с учебно-исследовательской. Научно-исследовательская деятельность, включает в себя производство новых знаний в общекультурном значении. Исследование здесь является способом получения результата.

В данном случае речь идет об учебно-исследовательской деятельности основанной на использовании приемов, позволяющих создать мотивационную базу для осознанного восприятия знаний в ходе исследовательской деятельности и выработать интеллектуальные умения лежащие в основе научного мышления учащихся. В ходе учебно-исследовательской деятельности происходит самостоятельное приобретение новых личностно-значимых знаний. В результате повышения мотивации к учебной деятельности учащиеся приобретают навыки исследования как способ освоения действительности. [14, с. 129]

Метод исследовательской деятельности учащихся особенно актуален в старших классах школы, т.к., во-первых, ученики уже обладают определённым набором знаний, умений и навыков, необходимых для самостоятельной научной работы (сбора и осмысления информации, работы с источниковой базой, самостоятельным мышлением); во-вторых, в контексте реформы образования, направленной на профилизацию старших классов, ученик может избрать наиболее для него нужную и интересную сферу для работы над исследованием; в-третьих, учащиеся перед поступлением в высшее учебное заведение имеют возможность овладеть навыками исследовательской работы, умением связно и чётко формулировать свои мысли, знают, как использовать научный аппарат и т.д.

Исследовательская деятельность учащихся приобретает всё большее значение в современных образовательных технологиях. Это связано, прежде всего, с тенденциями развития российского общества. Быстрые перемены в различных сферах жизни требуют от школы больших усилий, направленных к развитию следующих умений и навыков: умение самостоятельно приобретать знания, применять свои знания на практике для решения разнообразных проблем, работать с различной информацией, анализировать, обобщать, аргументировать, самостоятельно критически мыслить, искать рациональные пути в решении проблем, быть коммуникабельным, контактным в различных социальных группах, гибко адаптироваться в меняющихся жизненных ситуациях. Эти навыки формируют и развивают педагогические технологии, которые учат, как вырабатывать активную, деятельную позицию. Именно к таким технологиям относится и ученическое исследование. [2, с. 221]

В основе исследовательской деятельности старшеклассника лежит потребность в новой информации, новых впечатлениях и знаниях, в новых результатах деятельности. Эта потребность является неотъемлемой составляющей формирования личности. Под исследовательской активностью так же понимается творческое отношение школьника к миру, которое выражается в мотивационной готовности и интеллектуальной способности к познанию реальности путём практического взаимодействия с ней, к самостоятельной постановке разнообразных исследовательских целей, к изобретению новых способов и средств их достижения, к получению разнообразных, в том числе неожиданных, непрогнозировавшихся результатов исследования.

Для развития исследовательской активности учащегося, а соответственно и научного мышления необходимо найти дополнительные формы образовательной деятельности, в которых школьники могли бы принять участие на добровольной основе -- основе интереса к тому или иному направлению.

Научное общество школьников создано с целью совершенствования знаний учащихся в определенной области науки, их знакомства с методами научного познания; развития интересов и способностей школьников, приобретения умений и навыков поисково-исследовательской деятельности, а также понимания глубокой связи, существующей между отдельными учебными дисциплинами. Основные задачи научного общества это: формирование умений и навыков работы с научной литературой и аппаратурой; выявление способностей ведения поисковой работы; профориентационная работа среди школьников. [9, с. 428]

Очень часто ошибкой является стремление учителя превратить ученическое исследование в полноценную научную работу, предъявляя к работе ученика требования как к дипломной работе выпускника вуза. Нельзя забывать, что школьник впервые знакомится с основами научно-исследовательской работы. И, несмотря на то, что исследование он проводит самостоятельно и сам приходит к определённым выводам и результатам, учитель должен проводить работу совместно с учеником, постоянно контролируя её на всех этапах. Роль учителя чрезвычайна, важна на всех этапах проведения исследования, да сама форма исследовательской работы предполагает очень тесное сотрудничество учителя и ученика.

Работа начинается с определения темы, формулирования целей и задач исследования. В выборе темы учитель должен учитывать, прежде всего, интересы ученика. В истории множество знаменательных дат и событий, которые являются важными вехами в развитии нашей страны. И, конечно, хочется, чтобы ученик избрал актуальную на сегодняшний день тему. Но если он сам проявляет инициативу, то тема должна быть ему близка и являться сферой именно его (а не учителя) интересов. Задача учителя на этом этапе помочь ему сделать осознанный выбор, показать значимость выбранной темы, как в личном плане, так и в социальном контексте. При исследовании сложной системы необходимо множественное целеполагание - постановка разнообразных, разнотипных и разноуровневых целей, которые могут конкурировать между собой. Мотивационной основой успешного исследования сложных систем человеком являются его любознательность и познавательная активность, в том числе бескорыстная.

Поэтому помощь в осуществлении и развитии исследовательского поведения учащихся имеет свою специфику. В тех областях, где исследовательское поведение требуется больше всего (в областях высокой неопределённости, новизны и динамики), возникает целый ряд дополнительных степеней свободы для развёртывания практической и познавательной деятельности, но также и ряд принципиальных ограничений.

Одним из направлений развития научного мышления является система приемов и эвристик решения различных задач: от типовых до, так называемых, нестандартных (проблемных, творческих, олимпиадных, развивающих и т.п.). Разработаны подходы и представлены конкретные примеры построения заданий, направленные на овладение методологическими знаниями в их ориентировочной и инструментальной функции. В частности, обоснована целесообразность группировки и анализа "разнопредметных" по содержанию задач, но сходных в отношении познавательных стратегий, применяемых для их решения.

Проводятся викторины из системы занимательных, не содержательных вопросов. Иногда учащимся предлагаются графические задания-загадки на карточках с вопросом: "Что это такое?" Учащиеся проявляют большой интерес к логическим задачам, в которых им надлежит в тексте добавить ту или иную пропущенную строчку. [13, с. 114]

Обоснована необходимость использовать, в качестве развивающих, задачи исследовательского типа. Их содержание предполагает многовариантность исходов решения в зависимости от сочетания значений характеристик, на основе которых задается сюжет проблемы. Они направлены на формирование теоретического мышления, моделируют реальные проблемные ситуации, возникающие в решении научных и практических задач.

Формированию научного мышления способствуют текстовые задачи исследовательского типа, предусматривающие в качестве опосредствующего звена при решении построение и анализ теоретической модели ситуации, задаваемой сюжетом задачи. При том предполагается, что конкретно предметные знания, необходимые для ее решения, достаточно хорошо освоены учащимися. Формируя предметные знания, необходимо воздействовать на ум, чувства и волю школьника.

В условиях современной системы образования проблема развития системно-логического мышления учащихся приобретает особую актуальность. Именно системно-логическое мышление как личностное качество обучаемых наиболее ярко проявляется в обнаружении и преодолении противоречий, возникающих затруднений. В этих условиях активизации учебной деятельности создает возможность решать проблему первичности формирования способностей к творчеству и вторичности знаний, которые опять же нужны для развития творческих качеств личности ученика.

Развитие самостоятельности мышления есть основная задача школьного обучения. Она включает в себя поощрение активности в поиске путей достижения поставленной цели предполагает решение детьми нетиповых, нестандартных задач. Условия, необходимые для организации систематической работы по формированию и развитию самостоятельности мышления очень трудно обеспечить на уроке.

Этому должна служить организация систематических занятий во внеклассной работе. Умственное развитие, развитие мышления является важной стороной в развитии личности младшего школьника, в частности в ее познавательной сфере.

Мышлению человека характерен активный поиск связей и отношений между разными событиями. Именно направление на отражение прямо не наблюдающихся связей и отношений, на выделение в видах и явлениях главных и неравных, существенных и не существенных деталей отличает мышление как познавательный процесс от восприятий и ощущений. При выделении связей и отношений можно действовать по-разному, в одних случаях, чтобы установить отношения между предметами, нужно их реально изменить, преобразовать. В других случаях достаточно, не трогая сами предметы, изменять лишь их образы, мысленно представляя. Возможны и такие случаи, когда отношения между вещами устанавливают, не прибегая к практическому или мысленному изменению вещей, а только путем рассуждений и умозаключений. Таким образом, школьник устанавливает невидимые отношения вещей, т.е. мыслит по-разному, с помощью разных средств, разных способов.

В первом случае, это будет практическое мышление, наглядно - действенное, поскольку здесь ученик для выяснения отношений действует с предметами, практически изменяет их состав, свойства. [10, с. 128]

Во втором случае, мышление будет наглядно - образным, поскольку здесь для выяснения отношений оперируют лишь в мысленном плане, с образами предметов, если предмет в данный момент здесь присутствуют или с их представлениями, если предмет отсутствует. Огромный интерес у учащихся вызывает использование на уроках видео материала, что является мотивацией научной деятельности и формирует наглядно-образное мышление. В последующем срабатывает обратная связь учитель - ученик, когда учащиеся, заинтересованные научно-популярными историческими передачами, приводят интересные факты, проводят научные исследования.

В третьем случае мышление будет словесно - логическое, поскольку здесь для выяснения отношений школьник использует слова, (а не сами предметы или их образы), которые лишь обозначают предметы, строит из этих слов суждения, связанные по правилам логики, от общих суждений к частному.

Итак, научное мышление школьника осуществляется тремя способами; наглядно действенный, наглядно - образный, словесно - логический. Поэтому главная цель работы по развитию у детей словесно - логического мышления заключается в том, чтобы с его помощью формировать у детей умение рассуждать, делать выводы из тех суждений, которые предлагаются в качестве исходных, умение ограничиваться содержанием этих суждений и не привлекать других соображений, связанных с внешними особенностями тех вещей или образов, которые отражаются и обозначаются в исходных суждениях.

Своеобразие наглядно - образного мышления заключается в том, что, решая задачи с его помощью, старшеклассник не имеет возможности реально изменять образы и представления. Это позволяет разрабатывать разные планы для достижения цели, мысленно согласовывать их, чтобы найти наилучший план научной работы. [8, с. 268]

Так решение задач с помощью наглядно - действенного мышления позволяет развивать у учеников навыки управления своими действиями, осуществление целенаправленных, а не случайных и хаотичных попыток в решении задач.

Формирование у учащихся научного мышления предполагает понимание ими процесса и методов познания, логики научной деятельности, как деятельности по приобретению и изложению научных знаний.

Логическая культура предполагает не только умение рассуждать последовательно и доказательно, с соблюдением законов логики, но и способность обнаруживать в рассуждении логические ошибки и подвергать их квалифицированному анализу. Отсюда, школа должна способствовать формированию у учащихся логической культуры, основанной на законах и операциях правильного мышления.

В настоящее время в условиях быстро меняющегося мира, требующего от человека умения ориентироваться в новых и часто неопределенных, нестандартных ситуациях, такой же важной задачей школы является максимальное развитие творческих способностей учащихся, формирование у них научного мышления.



Глава 2. Исследование условий формирования умений мыслить научно на примере учеников 11 класса МОУ СОШ №14 г. Волгограда

2.1 Методология и результаты исследования

Важной задачей обучения является формирование стиля научного мышления учащихся в соответствии со стилем, устоявшимся в науке на данном этапе ее развития. Решение этой задачи позволяет достичь такого личностного образовательного результата, как сформированность целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки.

Свою роль в процессе развития современного стиля научного мышления должны сыграть все школьные предметы, в том числе физика, все ее разделы и темы. Исследование условий формирования научного мышления учащихся было проведено на примере учеников 11 класса средней общеобразовательной школы № 14 г. Волгограда.

Формирование представлений учащихся о современном уровне развития науки невозможно без изучения колебаний и волн различной физической природы. Колебания и волновые процессы являются одними из наиболее распространенных видов движения в природе и технике. При изучении колебаний и волн учащиеся встречаются с задачами, решение которых требует от них развитого как эмпирического, так и теоретического мышления. Формирование теоретического мышления, необходимого учащимся для успешного овладения знаниями и умениями в области современной физики, возможно только на базе развитого эмпирического мышления (эмпирического обобщения фактов). И формирование волновых представлений способно внести вклад в развитие научного мышления от эмпирического уровня к теоретическому и, в итоге, в развитие современного стиля научного мышления.

В разделе "Механические колебания и волны", в соответствии с действующей учебной программой МОУ СОШ №14 г. Волгограда, изучаются следующие темы:

1. Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.

2. Пружинный и математический маятники.

3. Превращения энергии при гармонических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.

4. Распространение колебаний в упругой среде. Волны. Частота, длина, скорость распространения волны и связь между ними.

5. Звук.

Фронтальные лабораторные работы представлены следующими темами:

1. Изучение колебаний математического маятника. Демонстрации, опыты, компьютерные модели

* Колебания тела на нити и пружине.

* Кинематическая модель гармонических колебаний.

* Зависимость координаты колеблющегося тела от времени.

* Зависимость периода гармонических колебаний математического маятника от его длины.

* Вынужденные колебания.

* Резонанс.

* Образование и распространение поперечных и продольных волн.

* Колеблющееся тело как источник звука (камертон).

* Зависимость громкости звука от амплитуды колебаний.

* Зависимость высоты тона от частоты колебаний.

Требования к уровню подготовки учащихся

В соответствии с действующей учебной программой, к уровню подготовки учащихся представляются следующие требования. Учащийся должен:

- иметь представление:

* о физических явлениях: волновое движение, поперечная и продольная волны, звуковая волна, интерференция и дифракция механических волн;

- знать и понимать:

* смысл физических моделей: математический и пружинный маятники;

* смысл физических понятий: свободные колебания, гармонические колебания, амплитуда, период, частота, фаза, вынужденные колебания, резонанс, длина волны, скорость распространения волны;

- уметь:

* описывать и объяснять физические явления: механические колебания, резонанс;

- владеть:

* экспериментальными умениями: определять основные характеристики гармонических колебаний;

* практическими умениями: решать качественные, графические, расчетные задачи на определение амплитуды, периода, частоты колебаний пружинного и математического маятников, энергии, смещения и фазы гармонических колебаний, длины и скорости волны с использованием уравнения гармонического колебания, формул: периода и частоты колебаний пружинного и математического маятников, связи частоты, длины и скорости волны.

Анализ результатов бесед с учителями МОУ СОШ №14 г. Волгограда, проведенных в ходе исследования, свидетельствует о том, что большинство учителей не осознают необходимость формирования научного мировоззрения учащихся, роль всех предметов в развитии стиля мышления учащихся. Около 90% учителей считают, что при обучении естественнонаучным предметам в школе можно полноценно сформировать современный стиль научного мышления учащихся, что говорит о том, что само понятие стиля научного мышления трактуется учителями не верно.

Результаты наблюдения, анализа работ и бесед с учащимися показали, что у них практически отсутствуют такие черты современного стиля научного мышления, как синтетичность (реализующая тенденции к синтезу знаний в единую науку и выражающаяся во взаимопроникновении и взаимообогащении различных научных дисциплин), математизированность (применение математических объектов и закономерностей к естественнонаучным и гуманитарным явлениям), системность в познании объекта, успешность в работе с моделями.

Для средней (полной) школы приведены фрагменты программ, разработанные для разных профилей обучения. В классах, изучающих физику на базовом уровне, целесообразно структурировать материал по общности математических закономерностей (т.е. сначала изучать механические и электромагнитные колебания, затем механические и электромагнитные волны, оптику). В классах же физико-математического профиля целесообразно такое структурирование материала, при котором, с одной стороны, материал объединен по природе изучаемых явлений, с другой стороны, в начале и в конце изучения темы предполагается проведение серии обобщающих уроков, материал на которых рассматривается в соответствии с идеей объединения по общности математических закономерностей.

В тематическом планировании для классов разных профилей отражена специфика выбора форм и методов обучения. Значительны различия в преобладании типов уроков - в классах физико-математического профиля целесообразно проведения в основном уроков-семинаров, в том числе уроков решения одной задачи, в классах же, где физика изучается на базовом уровне - это, в основном, комбинированные уроки.

При описании особенностей уроков показано, что целесообразно в классах всех профилей изучать взаимосвязанные явления в рамках одного урока. Так, например, на одном уроке предлагается рассматривать явления интерференции и дифракции, преломления и отражения. Но при этом построение урока будет различным. На уроке изучения интерференции и дифракции света в классах физико-математического профиля сначала демонстрируется явлений интерференции, обсуждается увиденное, сравнивается с интерференцией механических волн, выводятся условия минимумов и максимумов интерференционной картины. Затем подобным же образом изучается явление дифракции. В классах же гуманитарного профиля предлагается сначала продемонстрировать оба явления, создать у учащихся целостное представление о явлениях интерференции и дифракции, доказывающих существование такого объекта, как волна, и только после этого переходить к анализу этих явлений.

При формировании представлений о колебаниях и волнах и в основной, и в средней (полной) школе в классах всех профилей должны широко применяться в сочетании с реальным экспериментом (как демонстрационным, так и самостоятельным ученическим) электронные образовательные ресурсы интегрированного содержания (это видео и аудио-фрагменты, интерактивные модели и пр.). В ходе исследования созданы такие комплекты электронных образовательных ресурсов по темам "Инфразвук в живой и неживой природе", "Ультразвук: проявления в природе, применения в медицине и технике", "Распространение волн на поверхности естественных водоемов" и др.

Так, в основной школе, в начале изучения колебаний и волн в основном используются традиционные задачи и задания, направленные на освоение понятийного аппарата. Постепенно происходит переход в типе задач к контекстным и далее к ситуационным.

Рассмотрим методику изучения темы "Звук" в разделе "Механические колебания и волны", в соответствии с действующей учебной программой МОУ СОШ №14 г. Волгограда.

Изучение акустических явлений, т. е. распространения в упругой среде механических колебаний, способствует расширению понятия волны - от волн, непосредственно воспринимаемых визуально, до невидимых. Это в какой-то мере готовит учащихся к восприятию физической сущности электромагнитных волн. Кроме того, при изучении звуковых явлений можно закрепить те знания учащихся о волнах и их характеристиках, которые к тому времени они имеют.

Звуковые волны изучают в следующей последовательности. Вначале учащихся знакомят с источниками и приемниками звука. Рассматривают примеры источников звука, совершающих колебания с собственными частотами (камертон, струна), и примеры излучателей вынужденных колебаний, преобразующих электрические колебания в звуковые. Можно показать и приемники звука - микрофоны, вспомнить устройство угольного микрофона и ознакомить с устройством электродинамического микрофона. Затем объясняют механизм распространения звуковых волн. Демонстрируют сгущения и разрежения в упругой среде при распространении в ней звуковой волны, продольный характер звуковых волн, необходимость среды с упругими свойствами для их распространения.

Рассматривая скорость распространения звука в различных средах, целесообразно приводятся конкретные примеры звуковых скоростей в этих средах. Например, полезны такие сведения: скорость звука в воздухе составляет около 300 м/с, в воде она в 5 раз больше, а в металлах звук распространяется в 15 раз быстрее, чем в воздухе. Причины такого различия предлагают объяснить самим учащимся, так как, им уже известно, что скорость распространения волны в среде зависит от плотности среды и ее упругости по отношению к тому или иному виду деформации, вызванному волной.

После этого школьникам рассказывают о восприятии звуковых волн человеком. Рассматривают диапазоны звуковых волн: от 16 до 20000 Гц - звук, воспринимаемый человеческим ухом, ниже 16 Гц - инфразвук, выше 20000 Гц - ультразвук, свыше 109 Гц - гиперзвук. Целесообразно рассматривают объективные характеристики звука (частоту, интенсивность, спектральный состав) и восприятие различий в этих характеристиках человеком. Понятие интенсивности часто используют в дальнейшем, поэтому полезно конкретизировать его уже при изучении звуковых волн. Интенсивность звука характеризует энергию, переносимую волной в единицу времени через единицу площади перпендикулярно направлению ее распространения. Различие в интенсивности звуковых волн человек воспринимает как различие в громкости звука. Различие в частоте воспринимают как звуки разной высоты, а субъективное восприятие тембра связано со спектральным составом звука.

При рассмотрении акустического резонанса подчеркивается, что резонанс акустических волн является доказательством волновой природы звука. Это можно продемонстрировать на опытах, например с двумя камертонами. Обращают внимание школьников на то, что явление резонанса в акустике часто используют и для того, чтобы из периодического негармонического вынужденного колебания выделить гармоническую составляющую.

В заключение рассматривают свойства акустических волн, при этом целесообразно ограничиться изучением отражения волн. Обратив внимание учащихся на то, что в большом пустом помещении звуки сопровождаются гулом, а па открытом месте те же звуки звучат отрывисто, объясняют эти явления тем, что звуковые волны способны отражаться от ряда преград (степ). Всем хорошо знакомо эхо - явление повторения звука вследствие его отражения от удаленных преград - гор, леса. Человеческое ухо способно различать два звука, если промежуток времени между их восприятием не менее 0,1 с.

Отражение звука демонстрируют на опыте: в сосуд опускают наручные часы и располагают ухо на некотором расстоянии. Звук почти не слышен. Ели же над сосудом под углом 45° расположить отражающую поверхность (плотный картону книгу), то звук заметно усилится.

Итак, в ходе исследования установлено, что характеристики и принципы научного стиля мышления не только включены в содержание общего среднего образования, но и представляют это содержание, причем его ядро. Однако научный стиль мышления в содержании естественнонаучного образования четко не выявлен ни для учащихся, ни для учителя.

Для исправления данной ситуации учителям МОУ СОШ №14 г. Волгограда необходимо соблюдать условия формирования умений учащихся мыслить научно. Схема познания на научном уровне должна быть следующей:

- подведение учащихся к осознанию не только результатов познавательной или практической деятельности, но и ее операциональной стороны;

- опора на положительное в здравом смысле школьников, демонстрация учащимся его ограниченности и последующая корректировка;

- возбуждение интереса школьников к современному научному стилю мышления и формированию убеждений в его высокой познавательной ценности;

- вооружение учащихся знанием принципов и характеристик научного стиля мышления в их взаимосвязи;

- создание внутри познавательного цикла объективных предпосылок для сознательного обращения учащихся к принципам и характеристикам научного стиля мышления.

Использование приемов формирования научного стиля мышления у учащихся должно способствовать созданию условий, в которых они самостоятельно "конструируют ход мышления" и реконструируют его. Учащиеся самостоятельно должны составлять перечень явлений, входящих в эмпирическую область, высказывать оценочные суждения относительно процесса и результата эксперимента с точки зрения нарушения требований, предъявляемых к его проведению, перестраивать план изложения учебного материала, четко выделять предмет обучения, учитывать естественнонаучные, технологические, функциональные, морфологические, экологические, экономические характеристики технического объекта при его анализе.

Сознательный контроль учеником собственных познавательных и практических действий, следование принципам и характеристикам научного стиля мышления повышают внутреннюю организацию процесса обучения, его эффективность.

В процессе овладения основами научного стиля мышления учащиеся переходят с одного уровне на другой. В исследовании эмпирическим путем выделено четыре уровня:

1. Спорадическое обращение к нормам и принципам научного стиля мышления наряду с использованием здравого смысла,

2. "Отказ" от использования здравого смысла при решении тeoретических задач. Учащиеся осознают, что действия сообразно здравому смыслу непродуктивны, но что и как делать - не знают.

3. Сознательное и систематическое использование в учебно-познавательной деятельности отдельных принципов, характеристик научного стиля мышления,

4. Стремление руководствоваться параметрами научного стиля мышления как системой.

Учитывая различия между этими уровнями, следует планировать преподавание и организацию процесса формирования научного стиля мышления.

Условия формирования научного стиля мышления учащихся требуют организационно-дидактического обеспечения. Такое обеспечение включает анализ содержания образования, изучение ошибок и затруднений учащихся, учет результатов обучения, включая уровень сформированности научного стиля мышления. Данный анализ проводится в школе на разных уровнях: на уровне деятельности конкретного учителя-предметника, на уровне преподавания данного учебного предмета в, на уровне преподавания цикла учебных предметов. [5, с. 309]

Описанные условия формирования умений учащихся мыслить научно должны реализоваться каждым учителем главным образом, на уроке. Урок является основной, но не единственной формой организации приобщения учащихся к научному стилю мышления. Широкие возможности в этом плане открывает использование таких форм, как семинарское занятие, экскурсия, комплексный семинар, комплексная экскурсия.