Ларченкова Людмила Анатольевна
кандидат педагогических наук, доцент кафедры методики обучения физике, Российский государственный педагогический университет
им.  А. И. Герцена, Санкт-Петербург
larludmila@yandex.ru

Построение «барьерной» модели обучения физике

Аннотация
в статье описывается модель обучения физике на основе решения физических задач и представлений о психолого-познавательных барьерах и обосновывается структура соответствующей методической системы обучения решению физических задач.

Ключевые слова:
обучение решению физических задач, психолого-познавательные барьеры, модель обучения физике

Проблема барьеров как индивидуальных психологических затруднений человека в различных жизненных контекстах привлекает внимание педагогов и психологов. Традиционно в обучении их понимают как помехи, препятствия, которые нужно снимать, снижать, преодолевать. Однако, смысл их гораздо шире. Основные трактовки этого понятия проанализированы в [1]. Использование термина «барьер» также имеет некоторые особенности. Б.М. Кедров называл умственные трудности, которые встают на познавательном пути исследовательской мысли, познавательно-психологическими барьерами [2]. В работе [3] используется термин психолого-познавательные барьеры (ППБ), переносящий акцент на проблемы учебного познавательного процесса, возникающие на фоне некоторых психологических закономерностей. Поскольку объектом нашего исследования является процесс обучения физике в средней школе, мы будем придерживаться второй трактовки этого понятия.

Психолого-познавательные барьеры выполняют две функции: ограничительную и мотивационную, каждая из которых проявляется противоречиво, давая и положительный, и отрицательный эффект. Так, благодаря ограничительной функции, человек может точно и быстро ориентироваться в известных и схожих ситуациях, например, адекватного понимать и применять физические понятия и законы. Однако она препятствует творческому поиску, не давая выйти за рамки привычного, отвечает за функционирование в сознании определенных стереотипов мышления, не дающих найти новое решение проблемы. Мотивационная функция создает стимул и потребность в творческом поиске, требует проявления интуиции, реализации способностей, но для ее проявления нужны специальные условия, которые нередко носят индивидуальный характер (не только набор знаний, и необходимость решить ту или иную проблему, но и ассоциации, предыдущий опыт). Именно положительные эффекты проявления барьеров используются в теории и практике проблемного обучения, представляющего собой «тип развивающего обучения, в котором сочетаются систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки,  а система методов построена с учетом целеполагания и принципа проблемности; процесс взаимодействия преподавания и учения ориентирован на формирование мировоззрения учащихся, их познавательной самостоятельности, устойчивых мотивов учения и мыслительных (включая и творческие) способностей в ходе усвоения ими научных понятий и способов деятельности, детерминированного системой проблемных ситуаций» [4, с.257].

 Учитывая, что в качестве первостепенной цели современного школьного образования заявлено формирование мотивированных способностей действовать в нестандартной, непривычной ситуации, что уже само по себе представляет собой одно из проявлений творчества, вопрос о возможных препятствиях на этом пути является чрезвычайно важным. Во-первых, универсальных методик и технологий развития творчества при изучении предметов не существует, и дело не только в исходных способностях учеников, а прежде всего в объективном наличии в сознании человека препятствий, барьеров к творчеству. Во-вторых, общеизвестны факты наличия типовых ошибок учащихся, наличия проблем в понимании учебного материала, не зависящих от методик преподавания. Они тоже связаны с тем, что в сознании учащихся функционируют познавательные барьеры, но несколько другого типа. Поэтому понятно, что личностное окрашивание результата образования может быть как со знаком «+», так и со знаком «–». Неустраненные барьеры могут нивелировать все попытки достижения ожидаемых результатов.

Основываясь на представлениях о психолого-познавательных барьерах, можно предложить модель обучения, изображенную в виде следующей плоской диаграммы (рис.1).

 

Рис.1. Иллюстрация модели обучения на основе психолого-познавательных барьеров.

Большой круг представляет собой область знаний, накопленных человечеством. Он ограничен пунктирной линией, потому что эта область постоянно расширяется и граница «знание-незнание» достаточно условна. За пределами этого круга находится поле непознанного, к которому стремится человек. Круг разбит на сектора, символизирующие различные области знаний – физику, химию, биологию и т.д. Границы между ними также условны. Кривые замкнутые линии обозначают положение конкретного человека в определенный момент времени на этом поле, область внутри этой замкнутой линии – это то, что знает и чем владеет человек. Очевидно, что в процессе обучения охватываемая линией область должна расширяться. В идеале эта линия должна бы представлять собой окружность, но на самом деле человек не может быть одинаково компетентным во всех областях знаний, поэтому она имеет неправильную форму. С течением времени конфигурация и протяженность этой линии меняются.

Точки-звездочки на этом поле представляют собой те препятствия, которые нужно преодолеть учащемуся для продвижения в той или иной области знаний. Они могут располагаться реже или чаще, в зависимости от индивидуальных особенностей учащегося. В части пространства, обозначающей уже известные устоявшиеся знания, как правило, эти точки-препятствия расставляет учитель (автор учебника или пособия и т.д.), т.е. он фактически выбирает маршрут для ученика, соизмеряя интервалы между препятствиями с его индивидуальными особенностями и познавательными возможностями. Интервал между точками характеризует высоту препятствия, которое необходимо преодолеть учащемуся. Может оказаться так, что препятствие окажется ему не по силам, и для того, чтобы его взять, надо будет выстроить систему более низких барьеров, своеобразную лесенку. Таким образом, в области известных знаний препятствия имеют субъективный характер и обусловлены проявлением у обучающегося неосознаваемых им психолого-познавательных барьеров разных типов.

Точки-звездочки, находящиеся за пределами пунктирной окружности, представляют собой научные проблемы, решение которых представляет интерес для данного человека. С точки зрения объективной новизны – это истинно творческие задачи, решение которых еще только предстоит найти, преодолевая сложные барьеры научного познания. Эти барьеры расставляет не учитель, а выявляет сам исследователь. Для их преодоления необходимо уникальное сочетание и опыта преодоления барьеров, и знаний, и интуиции, и информации разного вида из разных областей, и просто стечения обстоятельств. Прохождение стадии обучения необходимо, но не дает гарантии, а только повышает вероятность проявления научного творчества.

Поскольку процесс преодоления барьеров разыгрывается на поле предметных знаний, то инструментарий для их преодоления должен относиться к предметной области и соответствовать методологии данной науки. Физика как наука очень ярко демонстрирует возможности человека в преодолении психолого-познавательных барьеров, что необходимо учитывать и использовать при обучении учащихся, акцентируя их внимание на методологическом содержании физики. Для процесса обучения физике принципиально важным является преодоление препятствий в области уже накопленных человечеством знаний. При обучении физике такими препятствиями мы считаем учебные физические задачи. Кроме того, предоставляя большие возможности для формирования широких познавательных умений – от получения конкретных профессиональных знаний до развития научного мышления, решение физических задач приводит к формированию у субъекта опыта преодоления познавательных барьеров, который в дальнейшем может быть им использован не только в явном виде как результат решения какой-либо конкретной задачи, но прежде всего на подсознательном уровне в качестве прошлого опыта при решении творческих задач различного уровня.

Причем под задачей понимаются именно физические задачи, со всеми присущими им атрибутами: выбором физической и математической моделей явления, получением и анализом результата. Данная модель обучения на основе ППБ позволяет выделить еще одно отличие истинных задач от упражнений: задачи продвигают решающего от центра по радиальным линиям, а упражнения только увеличивают количество обозначенных (проявленных) точек в области, ограниченной хронологической линией для данного конкретного человека в конкретный момент времени.

Актуальность проблемы обучения школьников преодолению познавательных затруднений, являющихся одним из видов познавательных барьеров, обусловлена отсутствием или недостаточной разработанностью средств, способных адаптировать психологические нормы, требования педагогической теории, перспективные методические идеи к типичным предметным дидактическим ситуациям, к массовой школьной практике. Не претендуя на абсолютность решения проблемы обучения преодолению психолого-познавательных барьеров различного типа в силу ее многогранности и сложности, предположим, что средством обучения, эффективным в этом плане при обучении физике, может служить решение физических задач, организованное в особую методическую систему [5].

Такая методическая система позволила бы согласовать научные требования физики и накопленный методический багаж в области решения задач, адаптировать задачный материал и технологии обучения к современным требованиям обучения. В этой связи она должна включать в себя как содержание, доступное для освоения школьниками разного уровня подготовки, совокупность методов и приемов, использующих все уровни методологии, так и методику организации обучения решению физических задач на всех ступенях физического образования, включая технологию проведения соответствующих занятий, а также подготовку учителей физики.

Учебные физические задачи введены в школьное обучение уже более ста лет тому назад, в связи с чем методика решения задач прошла длинный путь в своем развитии: от обоснования необходимости задач в обучении физике до разработки методов решения в школе самых разнообразных видов задач, выявления сущности самих задач и процесса их решения. Однако обучение этому виду познавательной деятельности до сих пор представляет собой значительную методическую и педагогическую проблему и в массовом обучении учебные физические задачи все же используются недостаточно или противоречиво.

Это можно объяснить теоретической и практической сложностью одновременного сочетания следующих требований:

• соответствия обучения уровню развития физической науки, выражающегося в усилении методологической составляющей обучения;

• учета психологических особенностей творческого научного поиска и освоения нового;

• учета психолого-педагогических возможностей развития физического понимания у школьников разного возраста и подготовки.

При построении методической системы мы опираемся на следующие положения:

• Никакой прямой перенос научных достижений ни физики, ни психологии, ни педагогики в область методики конкретного предмета не приводит к получению содержательных результатов.

• Основной причиной недостаточной функциональности и продуктивности методических разработок является отсутствие методик диагностики, учета и использования в рамках обучения физике в средней школе объективно существующих в сознании обучаемых психолого-познавательных барьеров, выполняющих как ограничительную, так и мотивационную функции.

Современная методическая система обучения решению физических задач должна состоять из двух взаимосвязанных частей: методы решения физических задач, доступные для освоения в средней школе, и методика обучения решению физических задач. Методы решения задач отражают современное состояние науки и демонстрируют сложившиеся подходы к решению научных проблем и анализу реальных явлений природы. Методы обучения решению задач опираются на сложившиеся современные научные подходы к анализу физических явлений и процессов, но нацелены на получение педагогического эффекта от применения задач в обучении и должны учитывать психологические аспекты восприятия учебного материала учащимися, прежде всего психолого-познавательные барьеры, возникающие в сознании учащихся при обучении физике.

Абсолютизация одной из этих подсистем провоцирует возникновение специфических трудностей в процессе обучения физике. Так преобладание в методической системе методов решения задач приводит к отрыву содержания обучения от познавательных возможностей и возрастных особенностей учащихся, что вместо создания положительной мотивации может значительно усложнить обучение. Превалирование методов обучения решению задач может приводить к пропаганде рецептурного метода преподавания – «делай, как я», абсолютизации алгоритмических подходов в обучении.

Принципиальное отличие предлагаемой методической системы заключается в следующем. Во всех сложившихся ранее методических подходах к обучению решению задач ведущей идеей является утверждение: деятельность по решению задач вызывает затруднения разного вида, поэтому, затруднения  нужно устранить, деятельность облегчить, тогда учащиеся успешно будут решать задачи. Наша позиция базируется на представлении о том, что возникновение психолого-познавательных барьеров неизбежно, это реальность, с которой необходимо считаться. Поэтому не затруднения нужно устранять ради решения задач, а использовать задачи для диагностики, профилактики, преодоления психолого-познавательных барьеров и даже пробуждения мотивационной функции ППБ, как важнейшего элемента научного познания и научного творчества. Таким образом, используя современные методы решения задач и основываясь на представлениях о ППБ, методика обучения физике будет реализовывать современную концепцию физического образования как учебной модели науки.

Литература

1. Ларченкова Л.А. Решение физических задач как средство диагностики и преодоления психолого-познавательных барьеров при обучении физике/ Физическое образование в вузах, т.18, №2, 2012. – с.58-70

2. Кедров Б.М. О творчестве в науке и технике: (Научно-популярные очерки для молодежи). — М.: Мол. гвардия, 1987. — 192 с.

3. Пилипенко А.И. Познавательные барьеры в обучении физике и методические принципы их преодоления: дисс. докт.пед. н. -  Курск, 1997

4. Махмутов М.И. Проблемное обучение. Основные вопросы теории. – М., Педагогика, 1975 г.

5. Ларченкова Л.А. Решение физических задач как средство диагностики и преодоления психолого-познавательных барьеров при обучении физике/ Физическое образование в вузах. Министерство образования и науки РФ.- М.:  2012.-Т. 18, №2.-– с.58-70

Рекомендовано к публикации:
Н.Ф. Радионова, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

_____

Liudmila A. Larchenkova
Сandidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor, Department of Theory and Methods of Teaching Physics, Al. Herzen State Pedagogical University of Russia, St. Petersburg
larludmila@yandex.ru 

Building a "barrier" model of teaching physics 

This article describes a model of teaching physics based on physical problems solutions and perceptions of psychological and cognitive barriers. In particular the article presents a well-grounded structure of the relevant methodological teaching system of solving physics problems. 

Key words:
teaching solving physics problems, psychological and cognitive barriers, model of teaching physics