Abstract
The article describes a model for diagnosing and overcoming cognitive barriers in teaching physics, which consists of an objective, content, activity and result component. Timely diagnosis, overcoming and prevention of the emergence of cognitive barriers has a positive effect on increasing the level of physical understanding of students. The results of a pedagogical experiment are presented, confirming that the use of the model developed by the author makes it possible to reduce the number of typical cognitive difficulties in the study of physics.

Key words: cognitive barriers, typical mistakes, types of cognitive barriers, teaching physics.

----------------

Проблема возникновения и преодоления различных барьеров в жизни человека привлекает внимание психологов и педагогов. В педагогической литературе барьер чаще трактуется в двух смыслах, как помеха, которую необходимо преодолеть, и как толчок, необходимый для нового открытия. «Затруднение» и «барьер» часто рассматриваются как синонимичные понятия в литературе [1, 2]: барьер, или затруднение – это субъективное состояние, переживаемое человеком некоторой противоречивости и сложности ситуации [1]. Под познавательными барьерами будем понимать «барьеры, возникающие в познавательной деятельности субъекта в образовательном процессе» [3].

Изучению познавательных затруднений как атрибута жизни каждого человека посвящены работы В. Г. Маралова [4] и Р. Х. Шакурова [5]. Авторы отмечали негативную и позитивную функции познавательных барьеров. Существенный вклад в изучение познавательных барьеров в творческой деятельности внес Б. М. Кедров [5], отмечая две функции барьеров: тормозящую и стимулирующую творческое развитие субъекта. В работах А. С. Гормина [7] отражены идеи барьерной педагогики, в которых познавательные барьеры рассматриваются как средства влияния на субъект обучения. Исследованию влияния познавательных барьеров на успешное усвоение обучающимися знаний и умений при изучении естественно-научных дисциплин посвящены работы Л. А. Ларченковой [8], Е. Е. Яковец [9] и др.

Анализ результатов педагогических исследований показал, что в целом проблеме познавательных затруднений уделяется недостаточное внимание, что оказывает негативное влияние на результаты обучения физике в школе. В частности, недостаточно разработан вопрос о причинах возникновения познавательных барьеров при изучении физики. Мышление обучаемого скрыто от непосредственного наблюдения педагога и если учащийся не может осознать и сформулировать наличие у себя познавательного барьера, то необходимы средства для их обнаружения. В нашем исследовании предлагается фиксировать наличие познавательного барьера по внешним признакам, то есть опосредованно по типичным допускаемым ошибкам.

Автором исследования была разработана модель диагностики и преодоления познавательных барьеров при обучении физике. Схема модели представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Модель диагностики и преодоления познавательных барьеров при обучении физике

Целевой компонент включает в себя основные задачи реализации методики – формирование адекватных физических представлений у школьников, повышение мотивации к изучению физики и уменьшение количества типичных ошибок при изучении физике. Содержательный компонент описывает работу по осмыслению материала обучения, а также последовательность изложения учебного материала, учитывающую специфику возникающих познавательных барьеров при обучении физике, которая связана с физическим пониманием и проявляется в построении моделей реальных процессов и явлений, в адекватности применения физических понятий, законов и принципов к решению физических задач, в выборе и сочетании математических и качественных методов исследования, в проявлении и сочетании логических и интуитивных аспектов в построении рассуждений. Методы, средства и формы организации обучения составляют деятельностный компонент как систему организации образовательной деятельности на уроках физики. Данный компонент включает: использование предложенных рекомендаций для обнаружения познавательных затруднений; модели педагогического взаимодействия учителя и учащихся на уроке физики в процессе преодоления познавательных барьеров; описание педагогических условий для развития мышления обучающихся. Результативный компонент показывает уровень достижения цели и задач модели.

В основу методики предупреждения и преодоления познавательных барьеров положена идея смещения акцентов в содержании обучения на выявление вопросов, наиболее часто вызывающих смысловые затруднения. Для этого в разработанной модели предлагается использовать содержательный компонент, который включает необходимость изменения подходов к объяснению ряда тем курса физики общеобразовательной школы и деятельностный компонент, позволяющий построить обучение в логике индивидуального познавательного маршрута при помощи дополнительных средств – алгоритмов, карточек с заданиями (примеры заданий и алгоритмов представлены в работах [3, 10]). Оценить результат использования модели можно, проводя наблюдение за деятельностью учащихся на уроках физики, анализируя грамотность и логичность их рассуждений, сравнивая количество допускаемых типичных ошибок, совершаемых при изучении новых тем.

Проверка эффективности разработанной модели диагностики и преодоления познавательных барьеров при обучении физике осуществлялась на занятиях по физике 9-х и 10-х классов ГБОУ СОШ №313 г. Санкт-Петербурга. В экспериментальную группу (ЭГ) вошли обучающиеся 9-х классов 2022 уч. года (59 учащихся), и часть обучающихся 10 класса 2021 уч. года (21 учащийся), на данных испытуемых оказывалось воздействие, т.е. применялась предлагаемая методика. В контрольную группу (КГ) вошли обучающиеся 10 класса 2022 уч. года (19 учащихся), и часть обучающихся 10 класса 2021 уч. года (14 учащихся), на данных учащихся воздействие не оказывалось. Перед применением разработанных способов по обнаружению типовых ошибок обучающихся (алгоритмов) необходимо было выявить уровень знаний школьников ЭГ и КГ по тем темам, которые использовались при составлении алгоритмов. Для этого проводились входные контрольные тесты и опросы, которые проверяли теоретические знания обучающихся. Сравнение результатов тестов экспериментальной и контрольной группы по критерию Крамера-Уэлча показало, что группы находятся на одном уровне знаний. Достоверность различий характеристик сравниваемых выборок составляет 95% (Тэмп=0,54< Т0,05=1,96).

Далее обучающимся были предложены диагностические работы с использованием разработанных алгоритмов. На рис. 1 приведен один из примеров распределения результатов по обнаруженной типичной ошибке (неверное вычленение информации из текста условия задачи) при решении задачи на тему «средняя скорость».

Задача: Первую половину пути автомобиль ехал со скоростью 75 км/ч, а вторую половину пути – со скоростью 50 км/ч. Найдите среднюю скорость автомобиля на протяжении всего пути. Ответ дайте в км/ч.

Рис. 1. Результаты распределения обнаруженной возможной ошибки при решении задач на тему «средняя скорость»

По диаграмме видно, что учащиеся ЭГ (первые два столбца) справились с записью условия задачи более успешно, чем обучающиеся КГ. Анализ результатов проведенных диагностических работ показал, что обучаемые ЭГ совершают меньшее количество типичных ошибок. Таким образом, в ходе педагогического эксперимента было выявлено, что использование разработанной модели диагностики и преодоления познавательных барьеров положительно влияет на усвоение обучаемыми физических моделей, законов и закономерностей, что приводит к уменьшению количества допускаемых типичных ошибок при решении физических задач.

Литература

1. Карпов В. В. Педагогическая психология: учебное пособие / В. В. Карпов, Г. А. Жукова. – СПб: ИЭО СПбУТУиЭ, 2011. 285 с. URL: https://e.lanbook.com/book/63973  [Дата обращения 01.12.2022]

2. Соловова Н. В. Анализ «барьеров» в педагогической деятельности преподавателя вуза / Н. В. Соловова, О. Ю. Калмыкова, О. В. Лаврентьева // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Психолого-педагогические науки. – 2010. – №3(13). – С. 164-170.

3. Познавательные барьеры при обучении физике в условиях использования информационных технологий / Л. А. Ларченкова, В. В. Лаптев, А. В. Ляпцев и др. – СПб: Издательство РГПУ им. А. И. Герцена, 2022. – 168 с.

4. Студент как субъект саморазвития и отношения к учебно-профессиональной деятельности / В. Г. Маралов, О. А. Воронина, Е. П. Киселева и др.; под редакцией В. Г. Маралова. – М: Академический Проект, 2020. 190 с. URL: https://e.lanbook.com/book/132400 [Дата обращения 01.12.2022]

5. Шакуров Р. Х. Барьер как категория и его роль в деятельности / Р. Х. Шакуров // Вопросы психологии. – 2001. – №1. – С. 3-18.

6. Кедров Б. М. О творчестве в науке и технике: научно-популярные очерки для молодежи / Б. М. Кедров. – М: Молодая гвардия, 1987. – 192 с.

7. Коржуев А. В. Познавательные затруднения в учении школьников / А.В. Коржуев // Педагогика. – 2000. – № 1. – С. 27-32.

8. Ларченкова Л. А. Познавательные затруднения учащихся при обучении физике / Л. А. Ларченкова // Педагогическая нива. – 2013. – № 4. – С. 55-61.

9. Яковец Е. Е. Преодоление математических затруднений учащимися при обучении физике в основной школе: дис. на соискание к.п.н. / Е. Е. Яковец; Московский педагогический государственный университет. – Москва, 2007. – 174 л.

10. Добродий Т. С. Алгоритм определения и преодоления познавательных барьеров при изучении физики / Т. С. Добродий // Методика преподавания в современно школе: проблемы и инновационные решения. Материалы Российско-узбекского образовательного форума по проблемам общего образования, Ташкент, 23-24 ноября 2022 года / под научной редакцией С. В. Тарасова. – СПб: Издательство РГПУ им. А. И. Герцена. 2022. – С. 351-358.

Рекомендовано к публикации:
Л.А.Ларченкова, доктор педагогических наук, научный руководитель работы;
А.А.Ахаян, доктор педагогических наук, член Редакционной Коллегии

Literature

1. Karpov V. V. Pedagogicheskaya psikhologiya: uchebnoye posobiye / V. V. Karpov. G. A. Zhukova. – SPb: IEO SPbUTUiE. 2011. 285 s. URL: https://e.lanbook.com/book/63973 [Data obrashcheniya 01.12.2022]

2. Solovova N. V. Analiz «baryerov» v pedagogicheskoy deyatelnosti prepodavatelya vuza / N. V. Solovova. O. Yu. Kalmykova. O. V. Lavrentyeva // Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Psikhologo-pedagogicheskiye nauki. – 2010. – №3(13). – S. 164-170.

3. Poznavatelnyye baryery pri obuchenii fizike v usloviyakh ispolzovaniya informatsionnykh tekhnologiy / L. A. Larchenkova. V. V. Laptev. A. V. Lyaptsev i dr. – SPb: Izdatelstvo RGPU im. A. I. Gertsena. 2022. – 168 s.

4. Student kak subyekt samorazvitiya i otnosheniya k uchebno-professionalnoy deyatelnosti / V. G. Maralov. O. A. Voronina. E. P. Kiseleva i dr.; pod redaktsiyey V. G. Maralova. – M: Akademicheskiy Proyekt. 2020. 190 s. URL: https://e.lanbook.com/book/132400 [Data obrashcheniya 01.12.2022]

5. Shakurov R. Kh. Baryer kak kategoriya i ego rol v deyatelnosti / R. Kh. Shakurov // Voprosy psikhologii. – 2001. – №1. – S. 3-18.

6. Kedrov B. M. O tvorchestve v nauke i tekhnike: nauchno-populyarnyye ocherki dlya molodezhi / B. M. Kedrov. – M: Molodaya gvardiya. 1987. – 192 s.

7. Korzhuyev A. V. Poznavatelnyye zatrudneniya v uchenii shkolnikov / A.V. Korzhuyev // Pedagogika. – 2000. – № 1. – S. 27-32.

8. Larchenkova L. A. Poznavatelnyye zatrudneniya uchashchikhsya pri obuchenii fizike / L. A. Larchenkova // Pedagogicheskaya niva. – 2013. – № 4. – S. 55-61.

9. Yakovets E. E. Preodoleniye matematicheskikh zatrudneniy uchashchimisya pri obuchenii fizike v osnovnoy shkole: dis. na soiskaniye k.p.n. / E. E. Yakovets; Moskovskiy pedagogicheskiy gosudarstvennyy universitet. – Moskva. 2007. – 174 l.

10. Dobrodiy T. S. Algoritm opredeleniya i preodoleniya poznavatelnykh baryerov pri izuchenii fiziki / T. S. Dobrodiy // Metodika prepodavaniya v sovremenno shkole: problemy i innovatsionnyye resheniya. Materialy Rossiysko-uzbekskogo obrazovatelnogo foruma po problemam obshchego obrazovaniya. Tashkent. 23-24 noyabrya 2022 goda / pod nauchnoy redaktsiyey S. V. Tarasova. – SPb: Izdatelstvo RGPU im. A. I. Gertsena. 2022. – S. 351-358.