Основы обучения учащихся приемам умственной деятельности в биологии

УДК 378.14

ОСНОВЫ ОБУЧЕНИЯ УЧАЩИХСЯ ПРИЕМАМ УМСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В БИОЛОГИИ

Д.Н. Зайцев

В статьерассматриваются основные мыслительные операции, составляющие основу умственной деятельности учащихся, методологические подходы к их формированию, диалектика понятий «мыслительная операция», «мыслительное действие», «прием умственной деятельности». Обосновываются практический и теоретический пути формирования приемов умственной деятельности школьников.

Ключевые слова: умственное развитие школьников, мыслительная операция, мыслительное действие, прием умственной деятельности.

Школьный курс биологии представляет широкие возможности для умственного развития школьников как в силу особенностей построения основных разделов, так и доминирующих понятий в содержании учебного материала. В отличие от других учебных дисциплин биология дает возможность проследить переходы от простого к сложному, установить взаимосвязь и взаимозависимость строения и функции части и целого, понять уникальную причинно-следственную обусловленность явлений в природе. На уроках биологии возможно не только накопление знаний и умений, но и формирование чувственного опыта. В процессе обучения идет обогащение психики запасом конкретных представлений об окружающих предметах, веществах и явлениях, знакомство не со словами-символами, а с конкретными объектами.

Наиболее важными психологи считают операции анализа и синтеза. Д.Н. Богоявленский, Н.А. Менчинская отмечают, что они «... лежат в основе других операций» [2, С. 1]. В формальной логике под анализом понимали движение мысли от целого к его неразложимым элементам, в диалектической - как исследование происхождения предметов, изучение их противоречий и взаимодействия.

С.Л. Рубинштейн писал: «Процесс мышления - это, прежде всего, анализирование и синтезирование, что выделяется анализом, это затем абстракция и обобщение, являющиеся производными от них. Закономерности этих процессов в их взаимоотношениях друг с другом - суть, основные внутренние закономерности мышления» [12, С. 28].

Имеющиеся в психолого-педагогической литературе определения операции «анализ» отражают ее главную особенность - разложение, расчленение целого (предметы, явления, процессы и т.п.) на составные части (элементы, признаки, свойства и т.д.). Наиболее емкое определение, на наш взгляд, предложено Н.Н. Поспеловым: «Анализ - практическое или мысленное разложение изучаемого объекта на характерные для него составные элементы, выделение в нем отдельных сторон, изучение каждого элемента или стороны объекта в отдельности как части целого» [11, С. 45]. Анализ, как необходимый этап познания, неразрывно связан с синтезом и является одной из основных операций, из которых слагается реальный процесс мышления.

Синтез - мысленное или практическое соединение элементов (частей) или свойств (сторон) изучаемого объекта в единое целое. Синтез восстанавливает нарушенное анализом единство объекта, объединяет его расчлененные части. Задача этой операции заключается не только в объединении явлений или частей предмета, но и в установлении характера изменения их в зависимости от тех несущественных факторов, которые были отброшены при анализе.

Н.Н. Поспелов и И.Н. Поспелов различают воспроизводящий анализ, пробный анализ, частичный, комплексный и системный анализ, а также три вида синтеза: воспроизводящий, односторонний и системный. Наиболее сложными и полными являются системные анализ и синтез. Формируются они в процессе обучения поэтапно. На первом этапе учащиеся знакомятся с предметами и явлениями, воспринимая и осмысливая их в целом (первичный синтез). Таким образом, формируется только общее впечатление об объекте. На втором этапе объект подвергается более внимательному рассмотрению, расчленению на части. Каждая часть изучается в отдельности и в соединении с другими (это анализ). Завершается этот процесс возвращением к целому (вторичный синтез). Такое изучение объекта приводит к всестороннему и окончательному системному синтезу [11].

Сравнение представляет собой умственную деятельность, в процессе которой происходит выделение отдельных признаков, нахождение общих и различных черт, свойственных предметам и явлениям.

В психолого-педагогической литературе операцию «сравнение» отмечают как одну из существенных, необходимую для осмысленного усвоения знаний учащимися, оказывающую влияние на

формирование их познавательной активности, развивающую наблюдательность, критичность, целеустремленность. Приводятся различные определения. Мы берем за основу следующее: «Сравнение -это мыслительная операция, состоящая в установлении признаков сходства (сопоставление) и различия (противопоставление) между предметами и явлениями» [11, С. 62]. Сравнение развивает мышление, поднимает его на более высокую ступень, позволяет установить новые связи, что ведет к более глубокому изучению предмета. Сравнивая два или несколько понятий, можно через известное понятие раскрыть неизвестную часть другого понятия.

Одной из важнейших мыслительных операций психологи и дидакты считают операцию «обобщение». Под обобщением понимают мыслительный переход от отдельного к общему. Н.Н. Поспелов и И.Н. Поспелов считают, что «обобщение в его наиболее элементарной форме есть соединение наиболее сходных предметов по случайным, общим для них признакам (генерализация); на более высоком уровне находится такое обобщение, когда человек объединяет предметы, действительно имеющие множество сходных признаков как основных, существенных, так и частных, случайных» [11, С. 14]. Эта важная мыслительная операция позволяет сократить количество информации, заменяет знание множества сходных случаев знанием одного принципа; с помощью этой мыслительной операции предмет или явление познается не изолированно, а как представляющее определенный класс. Именно обобщение позволяет решить однородные задачи, опережает решение еще не сформулированных задач. Законы, правила, принципы, существующие в науке есть не что иное, как обобщения [1, 11, 12 и др.].

В процессе обобщения важную роль выполняют абстрагирование и конкретизация. Однако обобщение и абстрагирование - различные умственные процессы. Если обобщение есть процесс перехода от менее общего к более общему, то абстрагирование - процесс, с помощью которого осуществляется этот переход. При обобщении предметов или явлений происходит выделение общего, отличительные свойства при этом не учитываются, сходные признаки как бы отчленяются и рассматриваются изолированно. После абстракции мысль возвращается к конкретному не в прежнем виде, а в более обогащенной форме.

Абстрагирование, при котором сознательно расчленяются существенное и несущественное и противопоставляются друг другу (на основании обобщенных знаний), Е.Н. Кабанова-Меллер назвала «расчленяющейся абстракцией». Именно такое обобщение, по ее мнению, имеет первостепенное значение при формировании понятий у учащихся в процессе обучения [5].

Несмотря на то, что различные виды абстрагирования способствуют формированию обобщения, все они обеспечивают односторонность процесса познания. Те или иные вопросы теории познания педагогикой рассматриваются в тесной связи с практикой и принципом развития - учение о восхождении от абстрактного к конкретному. Под конкретным принято понимать внутренне расчлененную совокупность различных форм существования предмета, сочетание которых свойственно только для данного предмета. Абстрагирование и конкретизация являются противоположными, но в то же время взаимосвязанными процессами. Это четко прослеживается в следующем. В процессе обобщения производится и мысленное выделение признаков (конкретизация) и мысленное отвлечение, то есть абстрагирование. Следовательно, обобщение связано с мысленным выделением признаков, свойственных тому или иному объекту или процессу, выяснением значения этих признаков в целостной системе, с установлением сходства и различия объектов друг с другом. На основании выше изложенного можно выделить общее, существенное каждого объекта в конкретной группе.

Развитие у обучающихся умений проводить обобщение учитель формирует постепенно, проводя их через три последовательных этапа. На первом этапе значению слов соответствует синкретический образ, на втором этапе слово и образ образуют общие представления, определяемые совокупностью общих признаков, и на третьем этапе образуются понятия, в которых определяющие признаки связаны системой отношений. Для перехода на высшую ступень обобщения необходимо разные факты подвергнуть глубокому анализу, выделить в них существенное, объединить их в однородные категории и группы [13].

Существуют несколько путей обобщения: индуктивный, дедуктивный. Н.Н. Поспелов и И.Н. Поспелов выделяют третий путь обобщения: от единичного к общему и от общего к частному [11]. В процессе обучения первые два используются чаще.

При индуктивном пути обобщению должно предшествовать ознакомление с частными предметами и явлениями, на основе которых формируется обобщение. Этот путь предполагает активную, самостоятельную деятельность.

Дедуктивный путь обобщения используют для подведения тех или иных фактов или явлений под понятие. Такой путь обеспечивает безошибочное усвоение предлагаемых обобщений, но требует

исполнительской активности.

Оба пути имеют свои недостатки: индуктивный путь предполагает поисковую деятельность через пробы и ошибки и не предусматривает упражнения в операции подведения частного под общее, что особенно важно в мыслительном процессе. Дедуктивный путь обобщения предлагает исполнительскую деятельность учащихся, в процессе которой они тренируются в определении объектов. Но при этом школьники принимают обобщение как готовое и абсолютно правильное. Это может привести к формальному усвоению знаний, к непониманию процесса образования понятий через обобщение - выведение общего.

В.В. Давыдов установил, что в основе содержания и структуры учебных предметов лежит восходящая к формальной логике теория обобщения. Согласно этой теории образование абстрактных понятий осуществляется как процесс выделения общего в совокупности исходных объектов. В связи с этим обобщающий материал «сдвигается к тому возрасту, в котором мыслительные структуры уже сформированы».

Для решения современных задач обучения, по мнению В.В. Давыдова, необходимы новые способы построения учебного предмета, которые должны «сформировать у учащихся более высокий уровень мышления, чем это имеет место при традиционном обучении. Повышение удельного веса теоретических знаний в обучении, усвоение их, способствует формированию у учащихся научнотеоретического мышления» [3]. Согласно теории учебной деятельности, построение учебного материала должно быть таким, что «изложение научных знаний осуществляется способом восхождения от абстрактного к конкретному, в котором используются содержательные абстракции, обобщения и теоретические понятия» [4, С. 146]. При таком построении в основу должен быть положен принцип содержательного обобщения. Это значит, что изучение раздела должно начинаться с общих, абстрактных знаний, которые в процессе их развития постепенно обрастают конкретными, частными фактами. По мнению Б.М. Кедрова, «обобщение здесь достигается не просто путем простого сопоставления признаков предмета, что характерно для чисто индуктивного обобщения, а путем анализа сущности изучаемых предметов и явлений, их сущность как раз и определяется наличием внутреннего единства и многообразия» [7, С. 48].

Таким образом, содержательное обобщение осуществляется путем анализа некоторого целого для открытия его генетически исходного, существенного, всеобщего отношения как основы внутреннего единства этого целого.

В теории обучения до сих пор отсутствуют исследования по сопоставлению индуктивного и дедуктивного подходов при изложении учебного материала, на основе которых можно делать выводы об эффективности каждого из них. Несмотря на это, ряд авторов предпочитают в обучении использовать дедуктивный подход, считая, что он наиболее адекватно раскрывает структуру учебной деятельности по сравнению с индуктивным подходом, более соответствует ходу и структуре научной деятельности.

Таким образом, обобщение может проводиться при введении новых понятий, законов; перехода закономерностей из одних условий в другие; перехода от частного к общему. Перечисленные способы неравноценны: одни из них позволяют лишь установить зависимости между понятиями (для систематизации уже известных знаний), другие помогают формировать новые знания.

В учебной деятельности, как показал анализ психолого-педагогической литературы, немаловажное значение отводится операции «классификация». Классификацией называют деление предметов какого-либо рода на классы согласно наиболее существенным признакам, присущим предметам данного рода и отличающим их от предметов других родов [14]. Для более прочного усвоения изучаемого материала необходимо организовать учебную деятельность таким образом, чтобы учебный процесс способствовал переходу от единичных знаний к их систематизации, обобщению и классификации. С точки зрения Н.Н. Поспелова, операция классификация является методом всех научных дисциплин. «Если ученик не может классифицировать - он не сможет усвоить ни один учебный предмет» [11, С. 100]. Отсюда вытекает необходимость обучения школьников умению классифицировать изучаемые объекты, процессы и явления.

Классификация основывается на делении понятия - предметов рода на виды по признаку, выражающему свойства предметов рода. Таких признаков может быть несколько. Если содержание понятия можно раскрыть с помощью определения, то его объем - с помощью классификации.

П.Ф. Каптерев выделяет два вида классификации: классификация с позиций практических представлений, в основе которой лежит соотношение средств и цели, и классификация с научной или теоретической точки зрения. В ней за основу берется причинная зависимость явлений [6].

Наиболее удачное определение классификации, на наш взгляд, сформулировал Н.И. Конда-

ков: классификация - это распределение предметов какого-либо рода на классы согласно наиболее существенным признакам, присущим предметам данного рода и отличающим их от предметов других родов. При этом каждый класс занимает в получившейся системе определенное постоянное место и в свою очередь делится на подклассы [11].

Все выше сказанное о логических операциях может быть экстраполировано на понятие «мыслительное действие». Рассмотрим диалектику понятий «мыслительная операция» и «мыслительное действие».

П.Я. Гальперин мыслительные действия называет умственными действиями, а мыслительные операции - умственными операциями. Л.Н. Ланда отмечает, что умственное действие представляет собой преобразования не материальной вещи, а ее образа. Однако эти преобразования по своим механизмам представляют материальные процессы, совершающиеся в мозгу [9].

Понятие «умственное действие» можно рассматривать двояко. С одной стороны, как совокупность умственных операций, направленных на достижение конкретной цели; с другой стороны, как средство достижения цели. Таким образом, «умственное действие» в первом случае представляет собой совокупность умственных операций, где они специально формируются. Во втором случае, действие - это прием, когда оно используется в учебно-познавательной деятельности. Следовательно, в процессе обучения логические операции выступают в качестве цели: изучение материала строится таким образом, чтобы учащиеся могли научиться пользоваться операциями. Однако они могут быть средством для приобретения, усвоения и применения знаний, то есть выступают в роли приемов умственной деятельности.

Единого мнения в определении термина «прием» еще не сформировалось. И.С. Якиманская делит приемы на три типа. Приемы первого типа входят в содержание усваиваемых знаний, умений и навыков, и используются на уроках. Приемы второго типа способствуют организации процесса усвоения. Приемы третьего типа обеспечивают восприятие учебного материала. К этому типу она относит решение задач, наблюдение, запоминание, моделирование, т.е. то, что составляет содержание умственной активности человека. Эти приемы осуществляются в «уме» и внешне себя не проявляют [15].

Н.А. Менчинская под приемом понимает рациональные способы мыслительной деятельности и выделяет следующие приемы: «... общие, применимые в разных видах учебной деятельности, и частные, отражающие специфическое содержание того или иного учебного предмета» [10, С. 84].

В деятельности человека логические операции всегда выполняются на определенном специфическом содержании. На этом основании Н.Ф. Талызина выделяет логическую и специфическую части приема. Логическими компонентами являются логическая структура приема, алгоритм действия, соответствующий данной логической структуре, и логические правила, используемые при контроле правильности полученных результатов.

Специфическая часть приема зависит от конкретного материала, на котором выполняется прием. Между логической и специфической частями приема существует тесная взаимосвязь, т.к. невозможно осуществить логические правила, если отсутствует знание конкретного содержания. С другой стороны, само специфическое содержание может быть полноценно усвоено только в определенной логической системе.

Е.Н. Кабанова-Меллер различает приемы учебной работы и приемы умственной деятельности. Приемы учебной работы - это определенные действия, входящие в состав приема; приемы умственной деятельности - приемы обобщения, абстракции, запоминания, воображения и т.д. Различаются эти приемы тем, что первые рассматриваются с точки зрения педагогики, а вторые - с точки зрения психологии.

Л.Н. Ланда считает, что в процессе обучения важную роль играют алгоритмические приемы мышления, т.е. приемы, дающие человеку «единый общий метод решения целой серии однородных задач, отличающихся друг от друга лишь значениями некоторых параметров, характеризующими начальные условия и ход решения данной задачи» [8, С. 10]. Под общим методом мышления, в частности при решении геометрических задач на доказательство, ученый понимает умение актуализировать «всякую» задачу, применять правильные аналитико-синтетические действия по отношению к любому конкретному содержанию задачи.

Практический путь формирования приемов умственной деятельности предполагает, что умственные операции, входящие в состав приема, формируются, как правило, в естественных условиях в процессе овладения конкретным содержанием. В процессе обучения внимание учеников обращается на содержание знания, а не на способы приобретения этих знаний. Такой точки зрения придерживаются П.П. Блонский, Л.С. Выготский, С.Л. Рубинштейн и др.

Мы согласны с положениями Д.Н. Богоявленского, П.Я. Гальперина, Е.Н. Кабановой-Меллер, А.Н. Леонтьева, Н.А. Менчинской о том, что овладение конкретными знаниями требует специально организованного обучения приемам и способам их получения. Внимание учеников в этом случае обращается не только на содержание, но и на способы его получения, т.е. на приемы умственной деятельности. Соответственно существуют и разные методы обучения. Это теоретический путь формирования приемов умственной деятельности.

На основе исследований психологов Д.Н. Богоявленского и Е.Н. Кабановой-Меллер методисты-биологи Е.П. Бруновт, Е.Т. Бровкина разработали основы целенаправленного формирования у учащихся приемов умственной деятельности.

Д.Н. Богоявленский и Е.Н. Кабанова-Меллерисходили из положения о том, что умственное развитие связано с двумя категориями явлений. Во-первых, должно иметь место накопление фонда знаний. Во-вторых, для характеристики умственного развития важны те мыслительные операции, с помощью которых знание приобретается. То есть подчеркивается, что характерной чертой умственного развития является накопление фонда хорошо отработанных и прочно закрепленных умственных приемов. Таким образом, умственное развитие характеризуется и тем, что отражается в сознании, и в большей степени тем, как происходит это отражение.

Е.П. Бруновт и Е.Т. Бровкина исходили из того, что учащихся необходимо обучать приемам умственной деятельности на основе выделения отдельных действий приема, разработки систем заданий по каждому приему, а также четкой системы по применению приемов умственной деятельности. Их исследования были направлены на формирование таких логических приемов как анализ, синтез, сравнение, установление причинно-следственных связей, приемов обобщения и систематизации знаний. Всеонипроводилисьнаматериалеучебногопредметабиология.

The article deals with the main cogitative operations making a basis of pupils’ intellectual activity, methodological approaches to their formation, dialectics of the concepts "cogitative operation", "cogitative action", "intellectual activity technique". It also grounds practical and theoretical ways of forming pupils’ intellectual activity techniques.

The key words: intellectual development of pupils, cogitative operation, cogitative action, intellectual activity technique.

Список литературы

1. Блонский, П.П. Избранные психологические произведения [Текст] / П.П. Блонский. — М.: Просвещение, 1964. — 288 с.

2. Богоявленский, Д.Н. Психология усвоения знаний в школе [Текст] / Д.Н. Богоявленский, Н.А. Менчинская. - М.: Изд-во АПН РСФСР, 1959. -547 с.

3. Возрастные возможности усвоения знаний [Текст] /Под ред. Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова. - М.: Просвещение, 1966. - 442 с.

4. Гвоздырева, Е.М. Развитие познавательных интересов учащихся в процессе изучения анатомии и физиологии человека в 8-х классах [Текст] / Е.М. Гвоздырева: Автореф. дис. канд. пед. наук. — Л., 1969. — 21 с.

5. Кабанова-Меллер, Е.Н. Формирование приемов умственной деятельности и умственное развитие учащихся [Текст] / Е.Н. Кабанова-Меллер. — М.: Просвещение, 1968. — 288 с.

6. Каптерев, П.Ф. Дидактические очерки [Текст] / П.Ф. Каптерев. - 2-е изд. - СПб, 1915. - 348

с.

7. Кедров, Б.М. Обобщение как логическая операция [Текст] / Б.М. Кедров // Вопросы философии. — 1965. — № 12. — С.46-57.

8. Ланда, Л.Н. Алгоритмизация в обучении [Текст] / Л.Н. Ланда. - М.: Просвещение, 1966. —

522 с.

9. Ланда, Л.Н. К психологии формирования методов рассуждения (на материале решения геометрических задач на доказательство учащимися VII-VIII классов) [Текст] / Л.Н. Ланда: Автореф. дисс. канд. пед. наук (по психологии). — М., 1955. — 26 с.

10. Менчинская, Н.А. Проблемы учения и умственного развития школьника [Текст] / Н.А. Менчинская: Избран.психол. тр. — М.: Педагогика, 1989. - 218 с.

11. Поспелов, Н.Н. Формирование мыслительных операций у старшеклассников [Текст] / Н.Н. Поспелов, И.Н. Поспелов. — М.: Педагогика, 1989. 152 с.

12. Рубинштейн, С.Л. О мышлении и путях его исследования [Текст] / С.Л. Рубинштейн. — М.: Изд-во АПН РСФСР, 1958. — 435 с.

13. Рубинштейн, С.Л. Основы общей психологии [Текст] / С.Л. Рубинштейн. — М.: Педагогика, 1989. — Т. 1. — 488 с.

14. Усова, А.В. Формирование у школьников научных понятий в процессе обучения [Текст] / А.В. Усова. М.: Педагогика, 1986.  174 с.

15. Якиманская, И.С. Формирование интеллектуальных умений и навыков в процессе производственного обучения [Текст] / И.С. Якиманская. М.: Педагогика, 1984. 187 с.

Об авторе

Зайцев Д.Н. - кандидат педагогических наук, доцент Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, dn_zaytsev@bk.ru

BASES OF TEACHING PUPILS INTELLECTUAL ACTIVITY TECHNIQUES IN BIOLOGY

D.N. Zaytsev