Условия формирования умений мыслить научно

Одним из направлений развития научного мышления является система приемов и эвристик решения различных задач: от типовых до, так называемых, нестандартных (проблемных, творческих, олимпиадных, развивающих и т.п.). Разработаны подходы и представлены конкретные примеры построения заданий, направленные на овладение методологическими знаниями в их ориентировочной и инструментальной функции. В частности, обоснована целесообразность группировки и анализа «разнопредметных» по содержанию задач, но сходных в отношении познавательных стратегий, применяемых для их решения.

Проводятся викторины из системы занимательных, не содержательных вопросов. Иногда учащимся предлагаются графические задания-загадки на карточках с вопросом: «Что это такое?» Учащиеся проявляют большой интерес к логическим задачам, в которых им надлежит в тексте добавить ту или иную пропущенную строчку. [13, с. 114]

Обоснована необходимость использовать, в качестве развивающих, задачи исследовательского типа. Их содержание предполагает многовариантность исходов решения в зависимости от сочетания значений характеристик, на основе которых задается сюжет проблемы. Они направлены на формирование теоретического мышления, моделируют реальные проблемные ситуации, возникающие в решении научных и практических задач. 

Формированию научного мышления способствуют текстовые задачи исследовательского типа, предусматривающие в качестве опосредствующего звена при решении построение и анализ теоретической модели ситуации, задаваемой сюжетом задачи. При том предполагается, что конкретно предметные знания, необходимые для ее решения, достаточно хорошо освоены учащимися. Формируя предметные знания, необходимо воздействовать на ум, чувства и волю школьника.

В условиях современной системы образования проблема развития системно-логического мышления учащихся приобретает особую актуальность. Именно системно-логическое мышление как личностное качество обучаемых наиболее ярко проявляется в обнаружении и преодолении противоречий, возникающих затруднений. В этих условиях активизации учебной деятельности создает возможность решать проблему первичности формирования способностей к творчеству и вторичности знаний, которые опять же нужны для развития творческих качеств личности ученика.

Развитие самостоятельности мышления есть основная задача школьного обучения. Она включает в себя поощрение активности в поиске путей достижения поставленной цели предполагает решение детьми нетиповых, нестандартных задач. Условия, необходимые для организации систематической работы по формированию и развитию самостоятельности мышления очень трудно обеспечить на уроке.

Этому должна служить организация систематических занятий во внеклассной работе. Умственное развитие, развитие мышления является важной стороной в развитии личности младшего школьника, в частности в ее познавательной сфере.

Мышлению человека характерен активный поиск связей и отношений между разными событиями. Именно направление на отражение прямо не наблюдающихся связей и отношений, на выделение в видах и явлениях главных и неравных, существенных и не существенных деталей отличает мышление как познавательный процесс от восприятий и ощущений. При выделении связей и отношений можно действовать по-разному, в одних случаях, чтобы установить отношения между предметами, нужно их реально изменить, преобразовать. В других случаях достаточно, не трогая сами предметы, изменять лишь их образы, мысленно представляя. Возможны и такие случаи, когда отношения между вещами устанавливают, не прибегая к практическому или мысленному изменению вещей, а только путем рассуждений и умозаключений. Таким образом, школьник устанавливает невидимые отношения вещей, т.е. мыслит по-разному, с помощью разных средств, разных способов.

В первом случае, это будет практическое мышление, наглядно - действенное, поскольку здесь ученик для выяснения отношений действует с предметами, практически изменяет их состав, свойства. [10, с. 128]

Во втором случае, мышление будет наглядно - образным, поскольку здесь для выяснения отношений оперируют лишь в мысленном плане, с образами предметов, если предмет в данный момент здесь присутствуют или с их представлениями, если предмет отсутствует. Огромный интерес у учащихся вызывает использование на уроках видео материала, что является мотивацией научной деятельности и формирует наглядно-образное мышление. В последующем срабатывает обратная связь учитель – ученик, когда учащиеся, заинтересованные научно-популярными историческими передачами, приводят интересные факты, проводят научные исследования.

В третьем случае мышление будет словесно - логическое, поскольку здесь для выяснения отношений школьник использует слова, (а не сами предметы или их образы), которые лишь обозначают предметы, строит из этих слов суждения, связанные по правилам логики, от общих суждений к частному.

Итак, научное мышление школьника осуществляется тремя способами; наглядно действенный, наглядно - образный, словесно – логический. 
Поэтому главная цель работы по развитию у детей словесно - логического мышления заключается в том, чтобы с его помощью формировать у детей умение рассуждать, делать выводы из тех суждений, которые предлагаются в качестве исходных, умение ограничиваться содержанием этих суждений и не привлекать других соображений, связанных с внешними особенностями тех вещей или образов, которые отражаются и обозначаются в исходных суждениях.

Своеобразие наглядно - образного мышления заключается в том, что, решая задачи с его помощью, старшеклассник не имеет возможности реально изменять образы и представления. Это позволяет разрабатывать разные планы для достижения цели, мысленно согласовывать их, чтобы найти наилучший план научной работы. [8, с. 268]

Так решение задач с помощью наглядно - действенного мышления позволяет развивать у учеников навыки управления своими действиями, осуществление целенаправленных, а не случайных и хаотичных попыток в решении задач.

Формирование у учащихся научного мышления предполагает понимание ими процесса и методов познания, логики научной деятельности, как деятельности по приобретению и изложению научных знаний.

Логическая культура предполагает не только умение рассуждать последовательно и доказательно, с соблюдением законов логики, но и способность обнаруживать в рассуждении логические ошибки и подвергать их квалифицированному анализу. Отсюда, школа должна способствовать формированию у учащихся логической культуры, основанной на законах и операциях правильного мышления. 

В настоящее время в условиях быстро меняющегося мира, требующего от человека умения ориентироваться в новых и часто неопределенных, нестандартных ситуациях, такой же важной задачей школы является максимальное развитие творческих способностей учащихся, формирование у них научного мышления. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ УМЕНИЙ МЫСЛИТЬ НАУЧНО НА ПРИМЕРЕ УЧЕНИКОВ 11 КЛАССА МОУ СОШ №14 Г. ВОЛГОГРАДА

2.1 Методология и результаты  исследования

Важной задачей обучения является формирование стиля научного мышления учащихся в соответствии со стилем, устоявшимся в науке на данном этапе ее развития. Решение этой задачи позволяет достичь такого личностного образовательного результата, как сформированность целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки.

Свою роль в процессе развития современного стиля научного мышления должны сыграть все школьные предметы, в том числе физика, все ее разделы и темы. Исследование условий формирования научного мышления учащихся было проведено на примере учеников 11 класса средней общеобразовательной школы №  14 г. Волгограда.

Формирование представлений учащихся о современном уровне развития науки невозможно без изучения колебаний и волн различной физической природы. Колебания и волновые процессы являются одними из наиболее распространенных видов движения в природе и технике. При изучении колебаний и волн учащиеся встречаются с задачами, решение которых требует от них развитого как эмпирического, так и  теоретического мышления. Формирование теоретического мышления, необходимого учащимся для успешного овладения знаниями и умениями в области современной физики, возможно только на базе развитого эмпирического мышления (эмпирического обобщения фактов). И формирование волновых представлений способно внести вклад в развитие научного мышления от эмпирического уровня  к теоретическому и, в итоге, в развитие современного стиля научного мышления.

В разделе «Механические колебания и волны», в соответствии с действующей учебной программой МОУ СОШ №14 г. Волгограда, изучаются следующие темы:

1. Колебательное движение. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота, фаза колебаний. Уравнение гармонических колебаний.

2. Пружинный и математический маятники.

3. Превращения энергии при гармонических колебаниях. Свободные и вынужденные колебания. Резонанс.

4. Распространение колебаний в упругой среде. Волны. Частота, длина, скорость распространения волны и связь между ними.

5. Звук.

Фронтальные лабораторные работы представлены следующими темами:

1. Изучение колебаний  математического маятника. Демонстрации, опыты, компьютерные модели

• Колебания тела на нити и пружине.

• Кинематическая модель гармонических колебаний.

• Зависимость координаты колеблющегося тела от времени.

• Зависимость периода гармонических колебаний математического маятника от его длины.

• Вынужденные колебания.

• Резонанс.

• Образование и распространение поперечных и продольных волн.

• Колеблющееся тело как источник звука (камертон).

• Зависимость громкости звука от амплитуды колебаний.

• Зависимость высоты тона от частоты колебаний.

Требования к уровню подготовки учащихся

В соответствии с действующей учебной программой, к уровню подготовки учащихся представляются следующие требования. Учащийся должен:

- иметь представление:

• о физических явлениях: волновое движение, поперечная и продольная волны, звуковая волна, интерференция и дифракция механических волн;

- знать и понимать:

• смысл физических моделей: математический и пружинный маятники;

• смысл физических понятий: свободные колебания, гармонические колебания, амплитуда, период, частота, фаза, вынужденные колебания, резонанс, длина волны, скорость распространения волны;

- уметь:

• описывать и объяснять физические явления: механические колебания, резонанс;

- владеть:

• экспериментальными умениями: определять основные характеристики гармонических колебаний;

•  практическими умениями: решать качественные, графические, расчетные задачи на определение амплитуды, периода, частоты колебаний пружинного и математического маятников, энергии, смещения и фазы гармонических колебаний, длины и скорости волны с использованием уравнения гармонического колебания, формул: периода и частоты колебаний пружинного и математического маятников, связи частоты, длины и скорости волны.

Анализ результатов бесед с учителями МОУ СОШ №14 г. Волгограда, проведенных в ходе исследования, свидетельствует о том, что большинство учителей не осознают необходимость формирования научного мировоззрения учащихся, роль всех предметов в развитии стиля мышления учащихся. Около 90% учителей считают, что при обучении естественнонаучным предметам в школе можно полноценно сформировать современный стиль научного мышления учащихся, что говорит о том, что само понятие стиля научного мышления трактуется учителями не верно.

Результаты наблюдения, анализа работ и бесед с учащимися показали, что у них практически отсутствуют такие черты современного стиля научного мышления, как синтетичность (реализующая тенденции к синтезу знаний в единую науку и выражающаяся во взаимопроникновении и взаимообогащении различных научных дисциплин), математизированность (применение математических объектов и закономерностей к естественнонаучным и гуманитарным явлениям), системность в познании объекта, успешность в работе с моделями.

Для средней (полной) школы приведены фрагменты программ, разработанные для разных профилей обучения. В классах, изучающих физику на базовом уровне, целесообразно структурировать материал по общности математических закономерностей (т.е. сначала изучать механические и электромагнитные колебания, затем механические и электромагнитные волны, оптику). В классах же физико-математического профиля целесообразно такое структурирование материала, при котором, с одной стороны, материал объединен по природе изучаемых явлений, с другой стороны, в начале и в конце изучения темы предполагается проведение серии обобщающих уроков, материал на которых рассматривается в соответствии с идеей объединения по общности математических закономерностей.

В тематическом планировании для классов разных профилей отражена специфика выбора форм и методов обучения. Значительны различия в преобладании типов уроков – в классах физико-математического профиля целесообразно проведения в основном уроков-семинаров, в том числе уроков решения одной задачи, в классах же, где физика изучается на базовом уровне – это, в основном, комбинированные уроки.

При описании особенностей уроков показано, что целесообразно в классах всех профилей изучать взаимосвязанные явления в рамках одного урока. Так, например, на одном уроке предлагается рассматривать явления интерференции и дифракции, преломления и отражения. Но при этом построение урока будет различным. На уроке изучения интерференции и дифракции света в классах физико-математического профиля сначала демонстрируется явлений интерференции, обсуждается увиденное, сравнивается с интерференцией механических волн, выводятся условия минимумов и максимумов интерференционной картины. Затем подобным же образом изучается явление дифракции. В классах же гуманитарного профиля предлагается сначала продемонстрировать оба явления, создать у учащихся целостное представление о явлениях интерференции и дифракции, доказывающих существование такого объекта, как волна, и только после этого переходить к анализу этих явлений.