Теория проблемного обучения на уроках математики

Теория проблемного обучения

Бирагова Л.Л. МБОУ лицей г.Владикавказ

ВВЕДЕНИЕ

Теория проблемного обучения разрабатывается в отечественной и мировой педагогике с середины 50-х годов XX столетия. Сегодня теория проблемного обучения - достаточно глубоко разработанная и стройная отрасль педагогической науки. Чем вызвано ее возникновение?

Можно указать несколько причин. До середины 50-х годов методы обучения исследовались по преимуществу с точки зрения деятельности учителя, тогда как сущность учебно-познавательной деятельности учащихся оставалась в стороне. Постепенно нарастало осознание того обстоятельства, что обучение - бинарный, двусторонний процесс, что при изучении этого процесса одинаково важно исследовать и деятельность учителя, и деятельность учащихся. Появилось несколько концепций деятельности обучаемых в учебном процессе. Одной из этих концепций является и теория проблемного обучения, которая по своему раскрывает сущность познавательной деятельности учащихся, а главное, описывает уровни их познавательной самостоятельности, достигаемые разными методами. Таким образом, возникновение теории проблемного обучения вызвано потребностями самого учебного процесса.

Следующая причина связана с научно-техническим прогрессом. Вторая половина XX века - это эпоха четвертой в истории человечества научно-технической революции: меняются технологии производства (автоматизация, биотехнология), транспорт, связь, появляются новые материалы (полимеры, чистые металлы), развиваются космические исследования, найдены новые виды энергии (атомная, термоядерная) и т.п. НТР и социальный прогресс все настойчивее требуют, чтобы образование формировало свойства творческой личности, способной к созидательной деятельности в изменившихся условиях существования.

Какая же деятельность считается творческой? Это деятельность, в которой проявляются такие качества личности, как продуктивность, оригинальность мышления, изобретательность, умение увидеть проблему, интуиция, быстрота умственных реакций, способность к догадке, инсайту, "агареакции". Эти способности в определенной мере и развивает проблемное обучение: через использование специальных дидактических средств оно ставит учащихся в условия, когда нужно решать нестандартные задачи, комбинировать имеющиеся знания, выдвигать гипотезы, искать пути решения проблем. Таким образом, вторая причина возникновения теории проблемного обучения - общественная, социальная потребность в активной, самостоятельной, творческой, саморазвивающейся личности способной жить и трудиться в условиях научно-технической революции.

Проблемное обучение стало ответом на тот вызов, который сделали педагогической науке собственно процесс обучения, изменившиеся условия жизни и деятельности человека и сам человек с его стремлением к самосовершенствованию. Однако теория проблемного обучения не смогла бы возникнуть без нескольких условий, подготовивших ее. Первое условие - успехи, открытия в психологии, особенно в психологии мышления. Они связаны с исследованиями отечественных ученых - Б.Г. Ананьева, А.Я. Пономарева, А.Н. Леонтьева, Д.Н. Узнадзе и, в особенности, С.Л. Рубинштейна, который открыл феномен проблемной ситуации как источника мыслительной деятельности. Дидактическая теория проблемного обучения опирается на психологические теории мышления и его развития.

Второе условие - педагогическая практика, опыт лучших учителей, которые в своей подлинно творческой деятельности применяли отдельные компоненты проблемного обучения задолго до возникновения его теории.

Чем же отличается проблемное обучение от "непроблемного", традиционного? При традиционном обучении преподаватель сообщает школьникам готовые знания: объясняет новый материал, показывает новые положения, подкрепляет их примерами, иллюстрациями, опытами, экспериментами, добивается понимания нового материала, связывает его с уже изученным, проверяет степень усвоения. Деятельность учителя носит объяснительно-иллюстративный характер, а сам учитель становится транслятором знаний, накопленных человечеством. Учащиеся воспринимают сообщаемое, осмысливают, запоминают, заучивают, воспроизводят, тренируются, упражняются и т.п. Их деятельность носит репродуктивный характер. Это деятельность потребления, в которой учащийся уподобляется приемнику, воспринимающему передаваемую через транслятор информацию. Хорошо это или плохо? Не то и не другое - репродуктивная деятельность неизбежна при любом характере обучения: иначе подрастающему поколению пришлось бы самостоятельно приобретать знания, умения и навыки, накопленные человечеством за всю историю его существования. Вместе с тем, традиционная система обучения не обеспечивает развития творческих способностей личности, о которых говорилось выше, или развивает их спонтанно, непродуктивно, "случайно".

При проблемном обучении учитель либо не дает готовых знаний, либо дает их только на особом предметном содержании - новые знания, умения и навыки школьники приобретают самостоятельно при решении особого рода задач и вопросов, называемых проблемными. При традиционном обучении упор делается на мотивы непосредственного побуждения (учитель интересно рассказывает, показывает и т.п.), при проблемном же обучении ведущими мотивами познавательной деятельности становятся интеллектуальные (учащиеся самостоятельно ищут знания, испытывая удовлетворение от процесса интеллектуального труда, от преодоления сложностей и найденных решений, догадок, озарений).

Итак, "проблемная ситуация характеризует определенное психическое состояние ученика, возникающее в процессе выполнения задания, которое помогает ему осознать противоречие между необходимостью выполнить задание и невозможностью осуществить это с помощью имеющихся знаний; осознание противоречия пробуждает у учащегося потребность в открытии (усвоении) новых знаний о предмете, способе или условиях выполнения действия".

В свете этих важных положений, характеризующих процесс обучения, особенно четко вырисовывается значение проблемной ситуации, для создания которой учитель и ставит перед учащимися вопрос, проблему, задачу. Именно проблемные ситуации дают возможность создать такую логику объяснения нового материала, которая отражает логику соответствующей науки, дидактически преломленную применительно к уровню мышления учащихся определенного возраста.

Таким образом, проблемная ситуация должна создаваться с учетом реальных противоречий, значимых для учащихся. Только в этом случае она является мощным источником мотивации познавательной деятельности школьников, активизирует их мышление, направляет его. Это положение, имеющее принципиальное значение для практики проблемного обучения, учитывалось дидактами и при создании систем проблемных ситуаций. Перейдем к анализу дидактических возможностей проблемной ситуации .

Под дидактическими возможностями мы понимаем осуществимость каких-либо дидактических целей, которая может возникнуть при определенных условиях. Можно указать на следующие дидактические цели создания проблемных ситуаций в процессе обучения :

а) привлечь внимание ученика к вопросу, задаче, учебному материалу,

возбудить у него познавательный интерес и другие мотивы деятельности;

б) поставить его перед таким посильным познавательным затруднением,

преодоление которого активизировало бы мыслительную деятельность;

в) обнажить перед учеником противоречие между возникшей у него

познавательной потребностью и невозможностью удовлетворения

посредством наличного запаса знаний, умений и навыков;

г) помочь ему определить в познавательной задаче, вопросе, задании основную проблему и наметить план поиска путей выхода из возникшего затруднения, побудить ученика к активной познавательной деятельности;

д) помочь ему определить границы актуализации усвоенных ранее знаний и указать направление поиска наиболее рационального пути выхода из ситуации затруднения.

Анализ проблемной ситуации показывает, что она имеет широкие дидактические возможности. Учитель должен уметь целенаправленно создавать проблемные ситуации. Дидактика предлагает специальные средства, которые с большой вероятностью гарантируют их искусственное создание. Этими средствами являются проблемная задача и проблемный вопрос. Однако проблемное обучение не будет реализовано, если решение проблемных задач и вопросов дидактически не организовать. Средством реализации проблемного обучения, кроме задач и вопросов, становятся методы проблемного (т.е. "задачного" и "вопросного") обучения. Таких методов три: проблемное изложение, эвристическая беседа и исследовательский. Они являются способами управления познавательной деятельностью детей при проблемном характере обучения. Грамотное применение методов обучает детей способам решения проблемных задач и проблемных вопросов. Внутреннее различие этих методов состоит в степени познавательной самостоятельности, проявляемой школьниками. При проблемном изложении самостоятельность детей невелика: они следуют своею мыслью за мыслью и рассуждением учителя, осуществляющего целостное решение задачи.

В эвристической беседе школьники самостоятельно решают проблемную задачу по частям, этапам, ведомые цепочкой логически следующих друг за другом проблемных вопросов учителя. При использовании исследовательского метода проблемные задачи решаются школьниками самостоятельно и помощь учителя предельно минимальная. Важно иметь в виду, что методы проблемного обучения не подменяются и не взаимозаменяют друг друга и должны применяться в комплексе и взаимодействии.

Термин "проблемное изложение" появился в педагогической литературе в середине 60-х годов для обозначения одной из разновидностей объяснения материала учителем и принадлежит М.И. Кругляку. Однако истоки теории и практики проблемного изложения следует искать еще в античной педагогике: первые попытки обосновать правила монологической речи принадлежат Аристотелю. В своей "Риторике" (335 г. до н.э.) он рассматривает, наряду с другими приемами, используемыми в речи, постановку в наиболее важных местах ораторского монолога риторических вопросов, которые он называет "эффектными" и "вызывающими интерес и внимание" и которые сегодня можно определить как проблемные.

Педагогика прошлого высоко оценивала возможности изложения знаний учителем и обращала внимание на некоторые важные требования к нему. Изложение учителя должно содержать "познания, следующие одно за другим в психологически правильной последовательности". К изложению следует прибегать тогда, когда необходимо "сочетать расчленяемые предметы", "выдвигать главные мысли и систематично, упорядоченно развивать их". "Главное в рассказе учителя заключается в том, смотрит ли учитель или лектор на свой предмет как на нечто завершенное... или разрабатывает его как подлежащий еще исследованию, рассмотрению, установлению. В первом случае даются положительные ответы раньше, чем были предложены вопросы, и обыкновенно раньше, чем у учеников возбуждено желание задавать вопросы... Во втором случае, наоборот, общее и частное в изложении облекается в вопросы, ответы на которые жаждет ученик, потому что он сам их себе задал"(А. Дистервег).

Главная цель "рассказываний" - присутствие в них "реального содержания", "полезных сведений" - и при этом упражнение детей в языке и "умственная гимнастика", т.е. "приучение детского ума к логичности". При рассказывании полезно "вызывать из дитяти два или многие, уже существующие в его душе, представления, обращая его внимание на противоречие или сходство этих представлений". К изложению нужно прибегать тогда, когда учитель "рассматривает историю знания,... слушатели же идут за ним, не отставая от него и не оставаясь пассивными, но следуя своею мыслью за мыслью учителя, размышляя"; монолог учителя должен "сближать учебный предмет с наукой, а не удалять". Важнейший признак научности изложения - внесение в его содержание "сведений о первоисточниках и методах научного исследования". Место изложения - там, где "нужно представить мысль в ее окончательной форме, в ее полном логическом развитии". Приведенные высказывания содержат в себе требования, которые, как мы увидим далее, являются очень важными для проблемного изложения.

Исследователи по-разному представляют сущность проблемного изложения. Одна точка зрения состоит в том, что при проблемном изложении учитель сам формулирует проблему (или проблемную задачу) и сам решает ее, давая не только результат решения (т.е. знания), но и способ раскрытия возможных и доступных противоречий хода решения (И.Я. Лернер, М.Н. Скаткин, Л.С. Айзерман, Н.И. Кудряшов, отчасти М.И. Махмутов). Другая точка зрения состоит в том, что при проблемном изложении учитель сообщает только часть материала, а другая его часть (обобщения, законы, теории, правила) учащиеся выводят сами (П.В. Гора, Н.Г. Дайри, М.И. Кругляк, Л.Г. Вяткин, М.И. Махмутов).

Чтобы определить сущность проблемного изложения, необходимо изучить его образцы. За последние три десятилетия в педагогической литературе опубликованы и дидактически проанализированы более двух десятков примеров проблемного изложения. Уже первое знакомство с ними позволяет увидеть, что по содержанию излагаемого в них материала проблемное изложение можно разделить на два вида: первый - проблемное изложение, материалом для которого служит история, генезис какого-то научного открытия, теории, эксперимента и т.п., второй - проблемное изложение, построенное на материале современного научного знания.

Исполнительский этап начинается с постановки искомого:

1) искомое может выдвинуть и сформировать сам учитель;

2) учитель может создать ситуацию, в ходе которой учащиеся под его руководством будут подведены к искомому;

3) учащиеся усматривают и формулируют искомое сами.

Обществу и человеку нужно, чтобы личность стала творческой, самостоятельной, мыслящей. Мыслящая личность "начинается" с проблемной ситуации. Проблемная ситуация - ситуация психического затруднения, противоречия. Учебная проблема содержит в себе объективные противоречия. Естественным становится вопрос: есть ли способ так предлагать школьникам учебные проблемы, чтобы они включали учащихся в состояние проблемной ситуации? Иначе говоря, есть ли способ "превращать" объективные противоречия в субъективные? Можно ли намеренно, запланированно создавать проблемные ситуации? Такой способ и представляет собой проблемная (познавательная, поисковая, исследовательская) задача, проблемный вопрос. В них объективные противоречия учебной проблемы представлены таким образом, чтобы обнажить эти противоречия "для субъекта". В момент предъявления задачи и происходит сопряжение объективных противоречий изучаемого материала с субъективными познавательными противоречиями, переживаемыми личностью. Личность оказывается в состоянии проблемной ситуации.

Чтобы выйти из этого состояния, необходимо решить проблемную задачу. Методы проблемного обучения и выступают как способы организации решения проблемных задач и вопросов.

Эти методы суть проблемное изложение, эвристическая беседа, исследовательский. Выполняя общие образовательные, развивающие и воспитательные цели обучения, эти методы различаются степенью творческой активности и познавательной самостоятельности, проявляемых школьниками в ходе решения проблемных задач и вопросов: при проблемном изложении учащиеся усваивают образцы логики решения задач; в ходе эвристической беседы решают задачу частично самостоятельно, ведомые логической цепочкой проблемно ориентированных вопросов учителя; при использовании исследовательского метода учащиеся (в том числе, и младшие школьники) максимально самостоятельны. Высшая степень познавательной самостоятельности фиксируется тогда, когда школьники научаются самостоятельно увидеть проблему, наметить пути ее решения и решить ее.

Исследовательский метод есть метод умозаключения от конкретных фактов, самостоятельно наблюдаемых и изучаемых школьниками. "Отсюда совершенно ясно, - пишет Б.Е. Райков, - что если учитель желает работать с детьми исследовательским методом, то, прежде всего он должен научить их самостоятельно наблюдать и изучать факты - не чужие слова и мысли (в книжках, по рассказам), не чужую графику (картинки, таблицы), а именно подлинные факты окружающей действительности... Наблюдение не есть простая механическая регистрация фактов. Наблюдение всегда содержит элементы мысли и фиксирует факты с известным умыслом, по известному плану".

Говоря об исследовательском методе, подразумевают "обдумывающее наблюдение", в отличие от простого набирательства голых фактов. Никогда не надо забывать, что факты - суть истины для выводов, а без этого они мертвы. Этого мало; учитель должен научить детей овладевать этими фактами, уметь закреплять их, фиксировать словами и графикой, то есть самостоятельным описанием, рисунком, моделью и т.д. Но и это еще не все: это только половина дела. Ведь учитель не простой коллекционер фактов - он собирает факты с определенной целью, чтобы дети делали из них доступные им выводы. Конечно, эти выводы должны быть самостоятельными - не подсказанными и не навязанными. В результате такой работы ребенок должен получить некоторый запас элементарных обобщений. Это и есть то знание, которого мы от него добиваемся, притом точное знание, потому что опирается на достоверный конкретный фактический материал, и прочное знание, потому что оно проработано путем самостоятельности ребенка".

Остановимся на часто повторяющемся вопросе о том, какой смысл придается термину "исследование"? Интересными представляются размышления по этому поводу М.М. Рубинштейна. Он считал, что со строго формальной стороны во всем том, к чему можно приложить термин "исследование", должны быть даны следующие элементы: проблема, метод и система в разрешении ее и стремление к объективному итогу". Исследование не должно быть обязательно теоретическим, как неправильно утверждать и то, что оно должно давать непременно нечто новое. Оно может быть проверочным (общей сводкой): оно остается исследованием только для того, кто его провел, но лишено смысла для всех остальных. Можно говорить о том, пишет М.М. Рубинштейн, что учащиеся субъективно переживают нечто похожее на работу исследователя, "научаются вопрошать окружающую жизнь и наблюдать ее".

Мысль о том, что исследование, проводимое школьником, и исследование, проводимое ученым, имеют много общего, оказалась весьма плодотворной. Большое внимание уделил этой проблеме С.Т. Шацкий. В чем именно эти два вида исследования (научное и учебное) сходны, а в чем различны? Сравнение учебного и научного исследования шло по пути вычленения этапов того и другого, определяемых логикой поиска. Учебное исследование, по С.Т. Шацкому, имеет те же этапы, что и научное:

1) постановка вопроса;

2) предполагаемое решение вопроса - догадка, гипотеза;

3) исследование догадки, гипотезы путем наблюдения, опыта, теоретического анализа;

4) разрешение вопроса и проверка;

5) фиксирование результатов исследования в форме записи, рисунка, коллекции и т.п.

Таким образом, в основе и научного, и учебного исследования лежат наблюдение, гипотеза, эксперимент (опыт), освещенные индуктивным логическим построением. Различие же между двумя видами исследования состоит в их объеме и степени новизны: научное исследование решает объективную проблему, учебное - проблему субъективную для ученика, т.е. объективно проблемой уже не являющуюся. Кроме того, в учебном исследовании некоторые этапы интеллектуальной рефлексии "пропускаются" или осуществляются в свернутом виде. С.Т. Шацкий описал различные типы школьного исследования.

Первый тип - констатирующие исследования. Их цель - путем наблюдений раскрыть существенные признаки предмета (например, размеры, форму, вес, цвет и т.д.) или явления и привести к наполнению образов у ребенка.

Второй тип - умозаключающее исследование - использует наблюдения и добавляет к ним опыты, выявляющие причинные связи между явлениями.

Третий тип - обобщающее исследование - на основе наблюдений и опытов приводит детей к раскрытию закономерностей явления.

Средством создания проблемных ситуаций при исследовательском методе обучения становятся проблемные задачи, проблемные вопросы, проблемные задания, проблемные упражнения, которые содержат в себе объективные противоречия и которые выполняются учащимися самостоятельно. И еще одно обстоятельство: проблемные задачи (вопросы, задания, упражнения) по каждому предмету должны представлять собою не некоторые эмпирически составленные совокупности, но определенную систему. В случае самостоятельного исследовательского решения учащимися системы проблемных задач обеспечиваются: 1) усвоение новых знаний; 2) творческое применение основных знаний (идей, понятий, методов познания); 3) постепенное усложнение решаемых проблем; 4) овладение чертами творческой деятельности.

Итак, "сущность исследовательского метода состоит в том, что обучающий ставит в форме исследовательских заданий проблемы и проблемные задачи в определенной системе, а учащиеся их выполняют совершенно самостоятельно, осуществляя тем самым творческий поиск". Данное определение содержит основные сущностные признаки исследовательского метода, однако, разумеется, не исчерпывает всех его признаков.

Существенные признаки исследовательского подхода, по мнению

Т.А. Камышниковой, таковы: введение общих и частных методов научного познания в процесс учебного познания на всех его этапах; организация учебно- образовательной, поисково-творческой деятельности, актуализация внутрипредметных, межпредметных и межцикловых связей; усложнение содержательной и совершенствование процессуальной сторон познавательной деятельности; изменение характера взаимоотношений "учитель - ученик".

Основными функциями исследовательского метода являются воспитание познавательного интереса; создание положительной мотивации учения и образования; формирование глубоких, прочных и действенных знаний; развитие интеллектуальной сферы личности; овладение (на элементарном уровне) методами научного познания; развитие познавательной активности и самостоятельности.

Итак, при исследовательском методе учащиеся решают задачу самостоятельно. Исключает ли это управляющую деятельность учителя? Нет, не исключает. В чем же она состоит?

Приобщение учащихся к постановке цели наблюдения или эксперимента включает: выдвижение цели учителем и последующее соотнесение с ней хода и результатов наблюдения или эксперимента; показ необходимости или значения постановки цели; побуждение учеников к анализу житейской практики для выделения процедуры целеполагания; сопоставление данных учебного и житейского опыта школьников.

Каково место исследовательского метода в обучении?

В зависимости от дидактических целей метод может использоваться не только на этапе усвоения новых знаний, но и на этапе их закрепления и применения, в том числе и при выполнении домашних заданий. В зависимости от содержания учебного материала, исследовательский метод можно применять там, где известные понятия рассматриваются в новых связях; при изучении узловых вопросов программы, которые заключают в себе общие основы предмета. Исследовательские задания (классные и внеклассные) могут даваться по всем предметам учебного плана.

Конечная цель обучения - научить школьников видеть проблемы и решать их. Это возможно только в процессе мыслительной деятельности. Мыслительная деятельность учащихся выступает таковою прежде всего в процессе познавательной деятельности. В соответствии с концепцией С.Л. Рубинштейна, мышление - это "познание, приводящее к решению встающих пред человеком задач и проблем... Мышление возникает из проблемной ситуации и направлено на ее разрешение".