Обучение физике студентов колледжа на основе поэтапного использования средств образно-знаковой наглядности

УДК 53

ББК 22.3

Быбина Наталья Николаевна

аспирант кафедра ТиМоФ Челябинский государственный педагогический университет

г. Челябинск Bybina Natalia Nikolaevna Post-graduate Chair of Theory and Methods of Teaching Physics Chelyabinsk State Pedagogical University Chelyabinsk

Обучение физике студентов колледжа на основе поэтапного использования средств образно-знаковой наглядности College Students’ Teaching Physics on the Basis of the Stage-By-Stage Usage of Figurative and Symbolic Demonstration Aids

В статье раскрыта методика обучения физике на основе поэтапного использования средств образно-знаковой наглядности, предполагающая не только усложнение дидактического инструментария, но и изменение видов учебно-познавательной деятельности студентов колледжа.

The article reveals the methods of teaching physics on the basis of the stage-by-stage usage of figurative and symbolic demonstration aids, which implies not only the complication of the didactic means, but also the change of educational-and-cognitive activity of the college students.

Ключевые слова: образно-знаковая наглядность, дидактический

многомерный инструментарий, дидактическая цепочка учебного познания, диагностирование, внешний план деятельности преподавателя, внутренний план деятельности преподавателя и студента, внешний план деятельности студента.

Key words: figurative and symbolic demonstration aids, didactic multidimensional means, didactic teaching knowledge chain, diagnosing, outer plan of a teacher’s activity, inner plan of a teacher and a student’s activity, outer plan of a student’s activity.

Процесс учебного познания является сложной дидактической категорией, потому что связан с механизмами интериоризации и экстериоризации знаний и умений, т. е. переводом их с внешнего плана познавательной деятельности во внутренний и обратно во внешний [1]. Например, учебный материал любого учебника физики построен линейно изучение его требует внешнего плана деятельности. Каждый параграф раскрывает содержание одного из структурных элементов знаний (факт, явление, закон, физическую величину, физический прибор и др.). Чтобы усвоить эти знания необходимо их осмыслить, осознать, понять, перевести их

во внутренний план деятельности, т.е. раскрыть связи, сопоставить свойства явлений, признаки объектов разной природы, представить их в форме объемных моделей, отражающих существенные связи элементов знаний. Именно такие наглядные средства позволят установить не только их иерархию, но и соподчиненность, и взаимообусловленность. Усвоив связи и отношения между компонентами знаний, далее студент сможет перевести их во внешний план, при этом объемную многомерную информацию он преобразует в одномерную линейную структуру, но на новом качественном уровне.

Такую перестройку помогут осуществить, обобщенные планы ответов, предложенные Е.В. Оспенниковой и А.В. Усовой [2, 3]. Обобщенный план ответа например, о физическом явлении включает семь вопросов: 1) внешние признаки явления; 2) условия, при которых оно протекает; 3) сущность явления; 4) механизм его протекания (объяснение явления на основе современных научных теорий); 5) связь данного явления с другими; 6) количественные характеристики явления; 7) примеры использования явления на практике. Анализ структурных компонентов плана убеждает в том, что его можно применить к описанию всех без исключения явлений как естественнонаучных, так и гуманитарных. Но самое главное, он способствует реализации механизма экстериоризации в процессе преобразования знаний в линейную структуру на методологической основе.

Одномерные каналы, соединяющие внешний и внутренний, внутренний и внешний планы учебной деятельности студентов требуют методологического осмысления дидактической цепочки учебного познания: внешний план

деятельности преподавателя ^ внутренний план совместной деятельности преподавателя и студента ^ внешний план деятельности студента. Внешний план деятельности преподавателя определяется ориентировочной, поддерживающей и моделирующей функциями, связанными с выбором определенных средств наглядности, способствующих переводу действий и операций с внешнего плана во внутренний (интериоризации) и обратно (экстериоризации). Преподаватель, планируя виды деятельности по использованию в образовательном процессе образно-знакового кодирования информации, выделяет три основные ее составляющие: 1) диагностирование готовности студентов, к восприятию учебной информации; 2) объяснение учебного материала по физике на основе поэтапного использования знаковообразной наглядности; 3) организация образовательного процесса на основе

трех линий развития инструментальных средств наглядности (опорных сигналов, граф-схем, матриц, векторно-координатных каркасов).

Внутренний план деятельности преподавателя и студента определяется психодидактическими предпосылками её осуществления: потребностью -мотивами - проблемой - целью - задачей - диагностированием (контролем и оцениванием), которые можно реализовать на основе уровневого обучения (Я.А.Каменский). Первый уровень - понимание содержания учебного материала характеризуется осознанием, осмыслением и обобщением его на основе опорных конспектов. Второй - усвоением знаний в процессе текущего и тематического повторения на основе логических схем, обобщающих таблиц. Третий - применение знаний и умений, систематизацией метазнаний на основе многомерного инструментария - векторно-координатного каркаса.

Внешний план деятельности студента зависит от того на сколько глубоко они осознают роль поэтапного использования средств кодирования информации, поймут функции знаково-образной наглядности. Её можно рассматривать, как системно-пространственную, виртуально-иерархическую структуру элементов знания; как комплексное средство обучения физике; как ценностно-смысловое средство отслеживания результатов обучения. Таким образом, три плана деятельности преподавателя и студента зависит от линий развития средств знаково-образной наглядности, которые определяют характер развития дидактического инструментария, а также функции средств наглядности (табл. 1).

Объяснение нового материала преподавателем в соответствии с параграфом учебника (внешний план деятельности) сопровождается конструированием опорного конспекта на основе опорно-сигнальных средств обучения. Эти средства наглядности выполняют функцию классификации объектов, явлений на основе их отличительных признаков; воспроизведения информации в соответствии со структурой и содержанием учебного материала, изложенного в параграфах учебника.

Внутренний план деятельности преподавателя и студента сопровождается составлением логических схем, обобщающих таблиц, матриц с целью осмысления, обобщения и систематизации изученного материала. Внешний план деятельности студента предполагает построение ответа в лаконичной форме в соответствии с методологией учебного познания отдельных элементов знаний на основе обобщенных планов ответов, а также для

Таблица 1

Линии развития средств знаково-образной наглядности

№ п/п Линии развития Дидактический инструментарий Функции к средствам наглядности

1 I внешний план деятельности преподавателя Опорно- сигнальные средства - классификация объектов, явлений на основе их отличительных признаков; - воспроизведение информации об изучаемом явлении в соответствии со структурой и содержанием учебного материала, изложенного в параграфах учебника.

2 II внутренний план деятельности преподавателя и студента Структурно- логические схемы, обобщающие таблицы - обобщение, систематизация, осмысление содержания учебного материала;

3 III внешний план деятельности студента Обобщенные планы Дидактический многомерный инструментарий - построение ответа в лаконичной, логически обоснованной форме в соответствии с методологией учебного познания; - сравнение, обобщение и систематизация предметных знаний и метазнаний.

сравнения, обобщения и систематизации предметных знаний и метазнаний на основе дидактического многомерного инструментария - векторнокоординатного каркаса. Три линии развития средств образно-знаковой наглядности определяет характер обучения физике студентов колледжа на основе поэтапного использования средств кодирования информации.

Процесс обучения физике студентов колледжа на основе поэтапного использования средств образно-знаковой наглядности, описанной выше, зависит от того как реализуются в этом процессе принципы систематичности и системности, а также принципы кодирования информации - (расщепления, координации, многомерности, бинарности, биканальности (рис. 1).

Все средства наглядности (опорные конспекты, обобщающие схемы или таблицы, векторно-координатные каркасы) являются по форме - образнознаковыми моделями, а по содержанию - дидактическим многомерным инструментарием (ДМИ).

Многомерность обнаруживается во многих дидактических средствах обучения, например, в опорных конспектах, логических схемах, матрицах и др.

Внешняя и внутренняя структура планов деятельности: потребность ^ мотив ^ проблема ^ цель ^ задача ^ диагностирование

.....................................^.........................................

Функциональная структура деятельности: ориентировочная, поддерживающая, моделирующая по выбору и использованию средств наглядности, переводу действий и операций с внешнего плана во внутренний (интериоризация) и обратно

Виды деятельности по использованию образно-знакового кодирования информации: 1) диагностирование готовности студентов к восприятию учебного материала; 2) объяснение учебного материала с использованием инструментальных средств наглядности; 3) организация образовательного процесса на основе трех линий

развития знаково-образной наглядности

Рис.1. Функциональная модель поэтапного использования средств знаковообразной наглядности в обучении физике студентов колледжа

Понятие «многомерность» связано с категорией «многомерный дидактический инструментарий» с помощью каждого осуществляется смысловая обработка информации, а также конструирование логико-смысловых моделей [4]. Эти категории образуют понятийный аппарат дидактических многомерных инструментов. Конструирование их связано с созданием образно-знаковой наглядности. К моделям, которые выполняют функции дидактического инструментария предъявляют следующие требования: форма представления знаний - структурно-логическая; характер представления узловых компонентов - «каркасный»; характер свойств, пригодных для описания широкого спектра задач, например, психологической поддержки пользователя - универсальноинвариантный.

Опираясь на выше описанный терминологический минимум, В. Э. Штейнберг дидактический многомерный инструментарий (ДМИ) представил как универсальную образно-понятийную модель, которую можно использовать для многомерного представления знаний, для перевода их с внешнего плана во внутренний (интериоризация) и обратно (экстериоризация). Инструментальность предполагает создание некоего «каркаса» (структурно-логической схемы, матрицы и др.), который «встраивается в знания и усваивается вместе с ними» [4] с помощью таких форм мышления как восприятие, анализ, синтез, сравнение, обобщение. Многомерно-дидактический инструментарий несомненно является знаково-образной наглядностью, потому что его модели служат универсальным способом представления и анализа знаний с использованием «мысленной речи», переводом ее во внутренний план деятельности и «естественного языка» при описании знаний во внешнем плане [1].

Методологическую основу конструирования ДМИ составляют совокупность принципов и технологических подходов, разработанных и описанных в литературе (Дж. Брунер, Ю.А. Самарин, С.И. Шапиро, Ф.Ш. Терегулов, А.В. Брушлинский, А.М. Коршунов, А.К. Дусовицкий, В.Э. Штейнберг и др.). Изученная литература позволяет выделить основные принципы их построения: 1) принцип расщепления (расщепление

многомерного пространства на внешний и внутренний планы, расщепление информации на понятийную и образную и представление ее в форме модели-

образа); 2) принцип координации (координация содержания, формы

отношений, планов внешнего и внутреннего взаимодействия); 3) принцип многомерности представления и анализа знаний, объединения разнородных элементов в систему (матричную, координатно-смысловую, граф логическую);

4) принцип бинарности и биканальности (канал прямой - обратный, канал подачи - восприятия информации, канал вербальный - визуальный, канал взаимодействия преподавателя-студента, канал контроля-самоконтроля; канал оценки-самооценки, преодолевает одноканальность мышления.

Таким образом, совокупность выше выделенных принципов позволяет сконструировать средства наглядности в форме образно-понятийной модели для многомерного представления и анализа знаний во внешних и внутренних планах учебной деятельности. Эти средства создают инструментальную поддержку эмпирическим и теоретическим формам мышления. Образы-модели, замещая и дополняя материальный внешний план (эмпирический), помогают обучающим раскрыть, представить и переработать информацию на теоретическом (внутреннем плане), затем перевести ее на практический (внешний план) уровень, тем самым глубже усвоить знания и умения, научиться ими владеть.

В отличии от ранее опубликованных работ, в которых рассматривалось влияние отдельных наглядных средств обучения физике (технических, информационных, дидактических материалов) на качество усвоения знаний и умений, в настоящем исследовании разработана методология поэтапного использования образно-знаковой наглядности в обучении физике на основе ведущих концептуальных идей психодидактики о внешних и внутренних планах деятельности (Л.Н. Леонтьев) [1], имеющих одинаковую структуру (потребность ^ мотив ^ цель ^ проблема ^ задача ^ решения задачи ^ контроль ^ оценка), позволяющих не только усложнять дидактический инструментарий, составляющий базис образно-знаковой наглядности, но и изменять виды учебно-познавательной деятельности в работе с ними.

Библиографический список

1. Леонтьев, А. Н. Деятельность, сознание, личность [Текст] / А. Н. Леонтьев. - М., 1975. - 304 с.

2. Оспенникова, Е.В. Основы проектирования учебного процесса по физике в условиях ИКТ: учебно-методическое пособие [Текст] / Е.В. Оспенникова. - Пермь: Перм. гос. пед. ун-т. - 2008. - 384с.

3. Усова, А.В. Формирование учебных умений и навыков учащихся на уроках физики / А.В. Усова, А.А. Бобров. - М.: Просвещение, 1988. - 112 с.

4. Штейнберг, В.Э. Дидактические многомерные инструменты: Теория, методика, практика [Текст] / В.Э. Штейнберг. - М.: Народное образование, 2002.- 304 с.

В1Ь1^гарИу

1. Leontiev, A.N. Activity, Consciousness, Personality [Text] / A.N. Leontiev. - M., 1975. -

304 p.

2. Ospennikova, E.V. Bases of the Learning Process Designing in Physics in Terms of ICT-Rich Learning Environment: Guidance Manual [Text] / E.V. Ospennikova. - Perm: Perm. State. Ped. Univ. - 2008. - 384 p.

3. Steinberg, V.E. Teaching Multidimensional Tols: Theory, Techniques, Practice [Text] / V.E. Steinberg. - M.: Education, 2002. - 304 p.

4. Usova, A.V. Students’ Learning Skills Forming at the Physics Lessons / A.V. Usova, A.A. Bobrov. - M.: Education, 1988. - 112 p.