Оптимизация процесса обучения студентов как условие преодоления трудностей в освоении естественнонаучных (биологических) знаний

ПЕДАГОГИКА И ПСИХОЛОГИЯ

УДК 159.9

Е.Н. Останкина

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ КАК УСЛОВИЕ ПРЕОДОЛЕНИЯ ТРУДНОСТЕЙ В ОСВОЕНИИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ

(БИОЛОГИЧЕСКИХ) ЗНАНИЙ

E.N. Ostankina

THE OPTIMIZATION OF THE STUDENTS' LEARNING PROCESS AS A CONDITON OF OVERCOMING DIFFICULTIES IN MASTERING NATURE

KNOWLEDGE

В статье поднимаются актуальные вопросы оптимизации процесса обучения студентов с целью создания условий для преодоления трудностей, которые возникают у студентов психолого-педагогических специальностей при освоении естественнонаучных (биологических) знаний. На основе эмпирических данных, полученных автором, определена необходимость применения комплексного подхода к отбору средств, форм, методов обучения студентов в процессе преподавания биологических дисциплин.

Освоение биологических знаний; преодоление трудностей в обучении; средства, формы, методы обучения; студенты психолого-педагогических специальностей.

The paper describes some urgent issues of students' learning process optimization with the purpose of creating conditions of overcoming difficulties in studying Nature (Biology) subjects by psychology students. On the basis of empirical data received by the author, the relevance was defined of using integrated approach in choosing means, forms, and methods of study. These new methods were used in teaching Nature (Biology) subjects.

Mastering Nature (Biology) knowledge; overcoming difficulties in learning; means, forms, and methods of study; students in psychological-pedagogical specialties.

Трудности, с которыми сталкивается учащийся (студент) в ходе обучения, очень часто приводят к снижению успешности в обучении, неуспеваемости, низкому качеству знаний. Данный факт обусловлен многообразием внешних и внутренних причин возникновения трудностей. Как показывают многочисленные исследования трудности усвоения знаний, мотивационные трудности испытывает большинство учащихся при изучении сложных дисциплин. К таковым относятся естественнонаучные биологические курсы. Поэтому данную проблему мы считаем актуальной и одной из задач теоретического исследования определили анализ подходов к преодолению трудностей у студентов средствами оптимизации процесса обучения.

В условиях обучения множество внешних факторов, влияющих на возникновение трудностей, не зависят от личности учащихся и могут быть устранены только усилиями педагогов. С другой стороны, внутренние причины трудностей учащимися не осознаются и могут быть скорректированы психологическими методами в процессе обучения. Поэтому данная проблема является комплексной и требует совместных усилий и педагогов, и психологов. На основе анализа имеющейся по данному вопросу литературы можно выделить два подхода к решению проблемы преодоления трудностей в обучении.

Первый подход заключается в организации индивидуальной психодиагностической и кор-рекционной работы с учащимися. В русле дан-

ного подхода выполнены работы, описывающие комплексную систему психодиагностики и коррекции трудностей в обучении школьников.

Второй подход заключается в оптимизации процесса обучения. С одной стороны, такой подход позволяет сгладить влияние внешних факторов через изменение структуры, формы представления материала и др. С другой стороны, посредством обучающих воздействий можно повлиять на личностное развитие учащихся. Данный подход в обучении студентов разрабатывался на протяжении нескольких десятилетий, начиная с 70-х годов прошлого столетия. В ходе теоретического анализа работ по данной проблеме нами отмечено разнообразие предлагаемых учеными путей совершенствования содержания, методов, средств, форм преподавания в вузе, нацеленного на решение проблем в обучении студентов.

Ряд авторов считают, что трудности в обучении у студентов можно снять путем различных способов конструирования учебной информации, при которых учитываются как общие, так и индивидуальные психологические особенности познавательной деятельности учащихся (B.J1. Борзенков, Л.Б. Кофтун, М.И. Махмутов, Н.М. Мочалова, В.М. Распопов, P.A. Смирнова, В .Я. Якунин и др.). Так, по мнению В.Я. Якунина, для более полного усвоения предмета требуется многомерный способ его описания. Во-первых, «при нескольких способах рассмотрения учебного предмета, выступающих для обучаемого в качестве опорных обобщенных правил, и при высокой интегрированное™ их системы расширяются возможности для классификации множества единичных явлений и их предсказания, обеспечиваются устранение перегрузки памяти и формирование стройной системы знаний» [15, с. 239]. Во-вторых, благодаря многомерному описанию структуры учебного предмета может быть снято влияние индивидуальных особенностей на эффективность отдельных методов обучения и достигнуты равные возможности в усвоении учебной информации разными субъектами.

Необходимость дифференцированного подхода в организации работы студентов с учебным материалом доказывается в исследованиях

З.А. Куликовой, Ю.С. Савченко. По мнению авторов, учебный материал следует структурировать по степени сложности, учебные задания необходимо дифференцировать и индивидуализировать в зависимости от: уровня развития мыслительных операций (сравнения, абстрагирования, сопоставления, обобщения), уровня умственной самостоятельности, уровня познавательной активности студентов [3], [13].

В ряде работ форма представления учебной информации рассматривается как фактор, обеспечивающий ее восприятие, понимание и усвоение (З.Ф. Корнева, И.И. Лобач, Э.Б. Селиванова, Н.Ф. Тищенко, М.А. Холодная и др.). Большие возможности в плане повышения качества усвоения учащимися и студентами учебного материала, повышения интереса к той или иной области знаний имеет внедрение технических средств обучения (Б.Г. Ананьев, В.П. Медведев, Е.А. Филиппов и др.). В широком внедрении и использовании технических средств, оптической и акустической техники, программированного обучения, обучающих машин, кино, телевидения и компьютеров Б.Г. Ананьев [1] видел один из главных факторов повышения качества обучения и воспитания в общеобразовательной и высшей школе. Например, в работе В.П. Медведева установлено, что педагогически целесообразное и методически грамотное применение звуковых устройств увеличивает объем усваиваемой информации на 15%, визуальных - на 25 %, совместное использование звуковой и визуальной техники обеспечивает усвоение учебной информации объемом до 65 % [6]. Е.А. Филиппов говорит о преимуществах мультимедийного обучения - это персонализированный способ обучения, включающий «процесс передачи знаний, формирования умений и навыков, ценностных отношений при условии одновременного использования зрительного, слухового, осязательного ощущений и мышления. При таком включении перечисленных ощущений и мышления задействованы все специфические виды памяти (зрительная, слуховая и др.), и потому знание и умения формируются полнее» (Цит. по: [12, с. 57]).

В психолого-педагогических исследованиях также рассматриваются возможности использо-

вания активных методов обучения и организации групповой работы студентов в плане снижения трудностей в обучении, повышения качества знаний, интереса к учению, формирования социально значимых качеств личности (В.П. Бедерханова, Н.В. Клюева, З.А. Куликова, В.Я. Ляудис, С.Я. Харченко и др.). Необходимость применения активных методов обучения обусловлена тем, что знания могут быть усвоены только в результате выполнения определенных действий, при условии познавательной активности учащихся. По классификации В.Я. Ляудис с точки зрения психологии активные методы можно разделить на «три группы методов, наиболее интересных для использования в целях управления формированием мышления. Это методы: а) программированного обучения, б) проблемного обучения и в) интерактивного (коммуникативного) обучения» [5, с. 12]. Как отмечает В.Я. Якунин [15], в условиях групповой работы успешно реализуются три основные диалектически связанные функции обучения: образовательная, воспитательная и развивающая. «Активизация познавательной деятельности учащихся при групповой работе ведет к повышению успешности обучения, что выражается в более высоком уровне усвоения знаний и формирования специальных и общеучебных умений и навыков... ведет к соответствующим преобразованиям в мотивационной сфере, направленности в общей структуре ценностей человека» [15, с. 272]. Совместная учебная деятельность и общение со сверстниками - важные факторы психического развития, способствующие формированию общего интеллекта человека, его перцептивных, мнемических и мыслительных характеристик.

В преподавании каждого учебного предмета есть свои специфические методы, которые активизируют мышление учащихся при решении учебных задач по профилю данной дисциплины, в том числе и по естественно-биологическим курсам. Достаточно большой фактический материал по составлению различного рода заданий и задач по биологии в русле проблемного и программированного обучения собран в учебно-методической литературе по школьному курсу биологии. Подобного типа методические посо-

бия для высших учебных заведений встречаются довольно редко. Заслуживает внимания пособие И.П. Александровой, А.П. Ожиговой [2] по анатомии и физиологии центральной нервной системы и сенсорным системам для студентов первого курса факультета психологии СГИ, которое содержит контрольные вопросы на знание материала темы, контрольные задания и атласы схем по анатомии и физиологии ЦНС и сенсорных систем. Контрольные задания требуют графического обозначения анатомических структур, частей нервной системы на рисунках и схемах. Однако в этом пособии упущены из вида такие важные формы работы, как решение проблемных физиологических задач, лабораторный эксперимент. В связи с этим интересным представляется пособие В.А. Леках «Ключ к пониманию физиологии» [3], в котором представлено более 700 задач с подробными решениями по разным темам физиологии. Некоторые элементы комплексного подхода к решению проблемы преодоления трудностей в изучении биологических дисциплин студентами мы обнаружили в работах A.C. Ошаниной [11], И.Л. Садовской [14]. Так, И.Л. Садовская считает, что трудности в изучении биологических дисциплин снижаются, если в процессе обучения используются методы, скорректированные в отношении представления учебной информации обучающимся; в составе методов обучения активно используется прием визуализации; в качестве организационно-процессуального обрамления процесса обучения использован модульный подход; задания и методические рекомендации дифференцированы с учетом особенностей восприятия информации обучаемыми [14].

A.C. Ошаниной указывается, что трудности, возникающие у студентов-психологов при изучении дисциплины «Анатомия ЦНС», можно снять, используя элементы дидактизации, а именно путем повышения степени упорядоченности и логичности материала, проведения работы, направленной на повышение доступности учебного материала, включающей как теоретические, так и прикладные аспекты понимания; путем разработки адекватных педагогических тестов; путем разработки таблиц, схем и других

раздаточных материалов, направленных на повышение степени понимания лекционного материала и материала учебников; путем разработки приемов, позволяющих использовать лекционные часы не только для передачи информации от преподавателя к студенту, но и для ее понимания и запоминания (аудиторные работы, тренинги запоминания терминов и др.) [11].

Однако в рассмотренных выше работах недостаточное внимание уделено активным методам обучения, решению практических задач и сделан акцент на дидактический, а не на развивающий аспект обучения студентов. Поэтому в соответствии с системно-комплексным подходом в ходе эксперимента нами были определены два направления работы, соответствующие основным, выделенным нами группам трудностей, возникающих у студентов при освоении естественно-биологических дисциплин: преодоление трудностей усвоения знаний, преодоление мотивационных трудностей. Каждое направление работы осуществлялось параллельно. Приоритет того или иного направления определялся в зависимости от преобладающих при изучении конкретной темы трудностей. Общими задачами работы по преодолению трудностей усвоения явились следующие: 1) создание условий для эффективного запоминания, понимания, восприятия, применения естественно-биологических знаний; 2) интеграция интеллектуальных способностей, стимулирование познавательной активности студентов. Общими методами реализации первой группы задач были выбраны: структурирование материала на основе структурно-логического принципа и принципа профессиональной направленности; использование разнообразных каналов представления информации (мультимодальная презентация, учебные фильмы); использование приемов визуализации и свертки предметной информации (схемы, рисунки, таблицы); актуализация имеющихся знаний по смежным дисциплинам (прояснение и дополнение имеющихся знаний); выделение связи новых знаний со старыми. Методами реализации второй группы задач явились: рефлексия трудностей запоминания, понимания и восприятия; проблемность изложения; тренинги запоминания терминов по теме;

дискуссионное обсуждение темы занятия, решений проблемных вопросов и задач; групповое выполнение лабораторных заданий; индивидуально-дифференцированный подход в распределении заданий.

Среди задач по преодолению мотивационных трудностей были выделены: формирование и углубление познавательного и профессионального интереса к данной области знаний; повышение уровня ответственности, организованности, снижение уровня напряженности во время занятий. Для реализации поставленных задач использовались следующие методы: целепола-гание (определение значимости темы для будущей профессиональной деятельности); проблемное, доступное, интересное, полезное изложение темы; групповая работа при выполнении самостоятельных лабораторных и практических заданий; предоставление возможности самостоятельного выбора студентами как уровня сложности выполняемых заданий, так и вариантов их решения; учебные игры; вариативность и разнообразие приемов контроля и самоконтроля уровня усвоения темы; использование рейтинговой системы при оценивании результатов работы студентов.

Отбор материала для лекций осуществлялся в соответствии с принципами целеполагания, учета уровня подготовки студентов, ориентации на последующие практические занятия. Лекционные материалы по курсу «Физиология ВИД и сенсорных систем» были оформлены в виде компьютерных слайдовых презентаций. Такое оформление позволяет оптимально структурировать теоретический материал лекций, выделять логически важные моменты, использовать три канала передачи информации (аудиальный, визуальный, кинестетический), использовать рисунки и схемы в наиболее удобной для восприятия форме, вести диалог с опорой на наглядность и т.д. Кроме того, мы подготовили учебно-методическое пособие к практическим занятиям по курсу, которое включило практические и лабораторные задания для самостоятельной работы студентов [7], [8]. В данное пособие вошли задания, структурированные по темам и степени сложности. Для удобства выполнения заданий студентами по материалам практикума

были составлены рабочие тетради [9], [10]. Анализ результатов осуществлялся с использованием критерия ф*-углового преобразования Фишера (табл.).

Первоначально студенты контрольной и

экспериментальной групп характеризовались высоким уровнем проявления трудностей. После проведения работы по преодолению трудностей произошли существенные изменения в экспериментальной группе студентов. По параметру «Итоговый уровень трудностей» различия между экспериментальной и контрольной группами являются статистически значимыми (ф* = 2,67 при р < 0,01) - уровень проявления трудностей значительно снизился в экспериментальной группе.

Одним из главных внешних параметров проявления трудностей является низкий уровень успеваемости по дисциплине. Поэтому при выявлении эффективности проведенной работы мы сравнили показатели текущей и итоговой успеваемости студентов по дисциплинам «Анатомия ЦНС», «Физиология ЦНС» и «Физиология ВИД и сенсорных систем» у студентов. На втором этапе исследования были обнаружены статистически значимые различия успеваемости студентов контрольной и экспериментальной групп (ср* = 3,08 при р < 0,01). Уровень успеваемости выражается в текущем и итоговом рейтинге по дисциплине и отражает не только

уровень знаний студентов по дисциплине, но и уровень активности студентов на практических занятиях. Поэтому мы можем заключить, что в целом знания и учебная активность студентов экспериментальной группы значительно воз-

росли, т.е. трудности в усвоении знаний преодолевались эффективно.

Уровень поведенческих проявлений трудностей, учебную активность мы также оценивали с помощью экспертных оценок и наблюдений. На первом этапе статистически значимых различий в уровне трудностей по экспертной оценке не обнаружено, они появляются на втором этапе (ф* = 3,68 при р < 0,01). Для соотнесения результатов тестирования с реальным поведением студентов во время аудиторных занятий нами были разработаны критерии стандартизированного наблюдения. Мы анализировали поведение, деятельность и ответы студентов-психологов на практических занятиях.

Поведенческие показатели наличия трудностей у студентов: отсутствие на занятиях без уважительной причины; отсутствие инициативы, снижение учебной активности; повышенная отвлекаемость; сосредоточенность внимания на посторонних делах; недобросовестное выполнение практических заданий; неспособность четко изложить суть вопроса как в устной, так и в письменной форме; использование подсказок, списывание. Показатели отсутствия трудностей

Таблица

Показатели уровня проявления трудностей у студентов контрольной и экспериментальной групп, %

Показатели Экспериментальная группа Контрольная группа

Первичная диагностика Повторная диагностика Первичная диагностика Повторная диагностика

Трудности по уровню итоговой успеваемости по биологическим дисциплинам 90 40 90 85

Трудности по экспертной оценке поведенческих проявлений трудностей 85 25 80 80

Трудности по оценке психической активации, интереса, эмоционального тонуса, напряжения, комфортности на занятиях 90 45 85 80

Итоговый уровень трудностей 85 40 85 80

Примечание. В таблице указано число студентов с относительно высоким уровнем проявления трудностей.

у студентов: характерна хорошая посещаемость занятий; учебная активность повышена - наблюдается проявление желания выступить с ответом по вопросам занятия, поиск дополнительного материала; сосредоточенность внимания на выполнении задания; добросовестное выполнение практических заданий; логичное изложение материала при устном и письменном ответе, способность интерпретировать содержание вопроса; самостоятельное выполнение письменных контрольных и практических заданий.

Наблюдение показало, что студенты экспериментальной группы стали активнее на занятии, появилась инициативность, дисциплинированность, самостоятельность и ответственность при подготовке к занятиям и при выполнении практических заданий.

Проявление трудностей на эмоциональном уровне мы диагностировали как с помощью экспертных оценок и наблюдений, так с использованием методики «Психическая активация». На втором этапе исследования по результатам данной методики были обнаружены существенные различия между экспериментальной и контрольной группами (ф* = 2,34 при р < 0,01). На практических занятиях у студентов экспериментальной группы наблюдалось значительное повышение уровня эмоционального тонуса, активации, комфортности и понижение уровня напряжения.

Итак, рассмотренные нами исследования и полученные эмпирические данные раскрывают возможности оптимизации процесса обучения для решения проблемы трудностей в обучении студентов. Мы считаем, что проблему трудностей в изучении естественнонаучных (биологических) дисциплин можно решить наиболее эффективно, применяя комплексный подход к отбору средств, форм, методов обучения.

Список литературы

Х.Ананьев, Б.Г. Психология и проблемы человекозна-ния: избран, психол. труды / Б.Г. Ананьев. - Воронеж, 2005.-431 с.

2. Александрова, И.П. Анатомия и физиология центральной нервной системы и сенсорных систем: практикум для студентов факультета психологии / И.П. Александрова,

A.П. Ожигова. - М.: Изд-во СГИ, 1999. - 101 с.

3. Куликова, З.А. Успешность решения учебных задач студентами при различных способах активизации их познавательной деятельности: Автореф. дис. ... канд. пед. наук / З.А. Куликова. - Л., 1985. - 23 с.

4.Леках, В.А. Ключ к пониманию физиологии: учеб. пособие / В.А. Леках. - М.: Едиториал УРСС, 2002. - 360 с.

5. Ляудис, В.Я. Методика преподавания психологии /

B.Я. Ляудис. - М.: Психология, 1989. - 77 с.

6. Медведев, В.П. Особенности влияния комплексного применения технических средств обучения на результативность учебно-познавательной деятельности: Автореф. дис.... канд. пед. наук / В.П. Медведев. - Л., 1979. - 25 с.

7. Останкина, E.H. Практикум по курсу «Физиология ВИД и сенсорных систем». Ч. 1. Физиология сенсорных систем: учеб.-метод, пособие / E.H. Останкина. - Череповец, 2005. - 38 с.

8. Останкина, E.H. Практикум по курсу «Физиология ВИД и сенсорных систем». Ч. 2. Физиология ВИД: учеб.-метод. пособие / E.H. Останкина. - Череповец, 2006. - 66 с.

9. Останкина, E.H. Физиология ВНД и сенсорных систем. Рабочая тетрадь. Ч. 2. Физиология ВНД: учеб.-метод, пособие / E.H. Останкина. - Череповец, 2007. - 55 с.

10. Останкина, E.H. Физиология ВНД и сенсорных систем. Рабочая тетрадь. Ч. 1. Физиология сенсорных систем / E.H. Останкина. - Череповец, 2007. - 62 с.

11. Ошанина, A.C. Анатомия для психологов. Основы функциональной анатомии центральной нервной системы и органов чувств: учеб. пособие / A.C. Ошанина. - М.: Ун-т Нестеровой, 2005. - 318 с.

12.Пономарева, И.Н. Общая методика обучения биологии / И.Н. Пономарева. - М.: Академия, 2003. - 272 с.

13. Савченко, Ю.С. Развитие познавательной активности и самостоятельности слушателей подготовительного отделения вуза на основе дифференцированного обучения: Автореф. дис. ... канд. пед. наук / Ю.С. Савченко. - Л., 1988.-25 с.

14. Садовская, И.Л. Методика коррекции усвоения знаний в процессе обучения биологии в педагогическом вузе: дис. ... канд. пед. наук / И.Л. Садовская. - Красноярск, 2000,- 197 с.

15. Якунин, В.Я. Педагогическая психология / В.Я. Якунин. - СПб.: Изд-во В.А. Михайлова, 2000. - 349 с.

Останкина Елена Николаевна - старший преподаватель кафедры биологии и общей экологии Института педагогики и психологии Череповецкого государственного университета. Тел.: 8 (8202) 23-73-55; 8-921-053-47-70.

Ostankina, Elena Nikolaevna - Senior Lecturer, Department of Biology and General Ecology, Institute of Pedagogy and Psychology, Cherepovets State University.

Tel.: 8 (8202) 23-73-55; 8-921-053^17-70.