Принципы разработки средств диагностики логического мышления учащихся в учебном процессе

Размещено на http://www.allbest.ru//

51

Размещено на http://www.allbest.ru//

Принципы разработки средств диагностики логического мышления учащихся в учебном процессе

М.П. Ланкина,

кандидат физико-математических наук,

доцент, старший научный сотрудник кафедры общей физики

Омского государственного университета

Лаборатория методики преподавания физики ОмГУ занимается исследованием подготовки специалистов-физиков и преподавателей физики на физическом факультете университета.

В ходе исследования построена метамодель подготовки указанных специалистов. Метамодель представляет собой иерархию моделей различного уровня общности -- от модели деятельности и модели подготовки физика и преподавателя физики до моделей отдельных учебных физических задач. Общенаучной основой метамодели является системный подход, а теоретико-методологической стратегией деятельностный подход.

Различные частные модели строятся на основании различных связей между частями модели специалиста; между моделями подготовки различных специалистов; между различными состояниями субъектов образования. Рассмотрим последнюю связь (и соответствующую модель) подробнее.

Состояние субъекта образования изменяется во времени, поэтому рассматриваемая модель будет основана на связи этапов преобразования. Назовем эту модель уровневой, т.к. в ее рамках выделяются четыре уровня образования: общее среднее (I), высшее профессиональное (II), послевузовское (III), самообразование (IV). Каждому из них соответствует своя модель субъекта образования -- модель ученика физико-математического класса (I), модели студента-физика и студента-педагога (II), модели аспиранта или магистранта, получающих квалификацию «Преподаватель высшей школы» (III), модель специалиста высшей научной квалификации -- научного руководителя (IV). В процессуальном аспекте всех этих моделей выделяется «общее поле» -- инвариант, содержащий ключевые компетентности исследователя. В частности, в этот инвариант входят когнитивные ключевые компетентности, ядро которых представляет логическое мышление -- владение основными логическими приемами (анализ и синтез различных видов, сравнение, обобщение, абстрагирование различных видов, конкретизация) и умение строить основные виды умозаключений (дедукция, индукция, аналогия). Конечно, только логического мышления недостаточно для исследователя, но оно является необходимой составляющей исследовательской деятельности. Об этом свидетельствуют, в частности, результаты исследований лаборатории диагностики творчества Психологического института РАО под руководством Д.Б. Богоявленской [1]: творческие способности, выявленные по уровням интеллектуальной активности, проявляли только испытуемые со сформированным операциональным аппаратом теоретического мышления, что однозначно указывает на его необходимость как компонента творческих способностей. Об этом же говорят квалификационные характеристики физика и преподавателя физики, выпускников классического университета, приведенные в Государственных образовательных стандартах второго поколения (2000 г.).

Уровень общего среднего образования можно рассматривать как пропедевтический по отношению к высшему профессиональному образованию. Тогда проблему формирования и диагностики логического мышления будущего физика целесообразно решать еще в физико-математической школе. Поэтому в базовой школе ОмГУ в рамках городской экспериментальной площадки проводилась опытно-экспериментальная работа «Формирование мыслительных приемов как средство развития личности ученика». В ходе этой работы проектировалось управляемое формирование у учащихся основных логических приемов на материале физики, математики, информатики, биологии и химии. Результаты пятилетней работы изложены в коллективной монографии [6]. Не обсуждая сейчас формирование логических приемов, рассмотрим только процесс их диагностики.

Любое диагностическое средство удовлетворяет ряд стандартных требований -- быть надежным, обладать валидностью различных видов, обладать дифференцирующей способностью и др. При формулировке принципов разработки диагностических средств не удается установить отношения изоморфизма вида: один принцип -- одна характеристика диагностического инструмента. Между ними возможно лишь отношение вида: система принципов -- система характеристик.

В экспериментально-психологических исследованиях мышления при решении творческих задач выявлена иерархия уровней движения мысли: личностный, рефлексивный, предметный и операциональный уровни [5]. Поэтому можем утверждать, что познавательная деятельность по природе системна. При этом первым принципом, отражающим подход к разработке средств диагностики логического мышления, выступает принцип системности.

В естественно-математических науках в силу меньшей зависимости объекта от субъекта познания, чем в гуманитарных науках, происходит смещение продуктивной познавательной деятельности на рефлексивный, предметный, операциональный уровни. Личностный уровень представлен опосредованно -- преимущественно через примыкающий к нему рефлексивный уровень. В учебном познании это смещение выражено ярче, чем в научном: исследователю приходится принимать больше самостоятельных решений (о выборе объекта и предмета исследования, при оценке достаточности оснований, при верификации выдвинутых гипотез и т.д.).

Анализ существующих психологических тестов показал, что диагностируются преимущественно интегральные характеристики интеллекта -- дивергентное и конвергентное продуцирование (по J.P. Guilford), структура которых в психологических исследованиях не представлена.

Любой мыслительный прием (в частности, логический) всегда применяется к какому-либо предметному материалу, поэтому он содержит как собственно логическую (в составно-структурном и функциональном аспектах), так и специфическую (предметную) части. Специфическая часть может быть представлена в различных знаковых системах -- вербально, числами или формулой, графически. Если у учащегося сформирована логическая часть приема, то прием обладает свойством широкого переноса, т.е. учащийся выполняет диагностическое задание независимо от содержания и формы представления специфической части. Как показывают констатирующий и проверочный этапы нашего эксперимента, собственно логическая часть приема формируется позже специфической (даже при управляемом процессе формирования приема, а, тем более, при стихийном, когда она может и совсем не сформироваться). Маловероятен тот случай, когда у учащегося сформирована логическая часть приема, но не сформирована специфическая.

Предметом диагностики и должна являться собственно логическая часть каждого из формируемых мыслительных приемов. Поэтому возникла проблема отделения собственно логической части приема от специфической в ходе диагностики различными средствами. При решении этой проблемы формулируется ряд задач: а) разработка различных средств диагностики -- тестов, заданий, позволяющих добиться поставленной цели; б) выяснение степени влияния специфической части приема на выполнение задания, т.е. влияния осведомленности по предмету; в) выявление диагностических возможностей различных форм работы с учащимися (олимпиад, занятий по спецкурсам).

Решить эти задачи можно, если руководствоваться еще двумя принципами множественности представления информации (содержательной и знаковой) и микроструктурного анализа логических приемов.

О необходимости построения микроструктуры деятельности (выделения функциональных блоков) говорят результаты психологических исследований деятельности по решению различных задач [2, 3]. При формировании у учащихся логических приемов мышления структура приема может выступать в качестве ориентировочной основы действия третьего типа. Выявляющее задание, требующее от учащихся деятельности, микроструктура которой известна, априорно является валидным.

Анализ отечественных разработок по психодиагностике показал, что наибольшей дифференцирующей логические приемы способностью обладает школьный тест умственного развития (ШТУР). По замыслу разработчиков, отдельные субтесты ШТУРа должны проверять сформированность общелогических приемов -- аналогии, классификации, обобщения и умения строить умозаключения по аналогии. ШТУР построен на материале общего характера и рассчитан на учащихся основной школы. Нам же был необходим диагностический инструмент, который позволял бы измерять уровень сформированности логических приемов у учащихся старших классов физико-математической школы непосредственно в учебном процессе. Он мог быть построен на учебном материале предметов по программе уровня С (углубленное изучение физики и математики). Поэтому непосредственно использовать ШТУР в качестве ключевого диагностического инструмента мы не сочли целесообразным, хотя в рамках психологического сопровождения экспериментальной работы этот тест используется наряду с несколькими другими методиками.

Однако способы построения отдельных заданий ШТУРа вполне соответствовали цели нашего исследования. Поэтому мы разработали тесты на учебном материале физико-математической школы (физика, математика, информатика, биология), причем количество заданий в субтестах по отдельным предметам существенно увеличено. Задания нашего теста построены по образцу субтестов ШТУРа «Обобщение», «Аналогия», «Классификация». Такие задания соответствуют первому уровню усвоения учебного материала (узнавание). Надежность тестов определялась на выборке старшеклассников базовой школы физического факультета ОмГУ и студентов 1 курса физического факультета ОмГУ методами Кьюдера-Ричардсона и расщепления и составила 0,88 -- 0,97 при 45-50 заданиях.

Кроме тестов в наших исследованиях использовались выявляющие задания различных видов. Ко второму уровню усвоения (воспроизведение) относятся, например, физические задачи, содержащие а) кусочно-непрерывные графики зависимости кинематических величин от времени, б) термодинамические циклы, заданные в различных параметрах состояния. Эти задачи позволяют выявить сформированность элементарного и реляционно-логического анализа, обобщения, фрагментарного синтеза. Пример задания, выявляющего уровень сформированности реляционно-логического анализа: а) «Даны физические понятия: скорость, средняя скорость, постоянная скорость, переменная скорость, мгновенная скорость, начальная скорость, скорость света в вакууме. Постройте все возможные классификации этих понятий, назовите основания этих классификаций»; б) задачи на применение метода размерностей; в) задачи, в которых составители умышленно нарушили одно или несколько требований к пространственно-временным, функциональным или причинно-следственным связям между явлениями или величинами. Учащимся предлагается сначала решить такую задачу, а затем попытаться объяснить, почему она не имеет решения. Задачи последнего вида можно отнести к третьему (эвристическому) уровню усвоения. логический мышление факультет

При выполнении всех заданий учащимся предлагается подробно пояснять ход своих рассуждений, т.е. диагностика проводится не только на операциональном (логическая часть приема) и предметном (специфическая часть приема), но и рефлексивном уровнях познавательной деятельности. Надежность и валидность диагностических средств обеспечиваются следованием принципам системности, множественности представления информации и микроструктурного анализа логических приемов. В частности, содержательная и конструктная валидность связана с предметным и операциональным уровнями деятельности по решению задач.

Качественный анализ результатов диагностики с помощью предметных тестов и выявляющих заданий позволяет по следующим критериям выделить четыре уровня сформированности логических приемов у испытуемых: 1) сформированность собственно логической и специфической частей приема; 2) осознание его структуры; 3) самостоятельность применения [4].

На нулевом уровне прием не применяется (не сформированы ни логическая, ни специфическая части).

Низкий уровень характеризуется применением приема с ошибками, отсутствием переноса с одного предметного материала на другой (частично сформирована специфическая часть, логическая -- не сформирована). В применении приема требуется помощь преподавателя.

Средний уровень -- частичный перенос приема (ограничен одним разделом предмета, одним и тем же видом представления информации в задаче; применение ограничено специфической частью, логическая часть частично сформирована, но ее структура не осознается). При исправлении ошибок требуется помощь преподавателя.

Высокий уровень -- прием применяется самостоятельно без ошибок, переносится с одного материала на другой (сформированы и собственно логическая и специфическая части, осознается структура приема).

При формулировке критериев выделения уровней сформированности логических приемов у учащихся мы вышли за рамки психологического описания мыслительной деятельности в логическую и специфически предметную область. Но в данном случае мы не склонны считать этот выход логико-педагогическим редукционизмом. Напротив, такой подход адекватен сложной, многослойной природе реального учебного процесса, а также цели нашего педагогического исследования.

Литература

Богоявленская Д.Б. Психология творческих способностей: Учеб.пособ. для студ. высш. учеб. заведений. -- М.: ИЦ «Академия», 2002.

Зинченко В.П., Гордон В.М. Методологические проблемы психологического анализа деятельности. В кн.: Системные исследования. Ежегодник. 1975. -- М.: Наука, 1976.

Кулюткин Ю.Н. Эвристические методы в структуре решений. -- М.: Педагогика, 1970.

Ланкина М.П. К вопросу о диагностичной постановке цели обучения физика-исследователя //Вестник ЧГПУ. Серия 2. Педагогика. Психология. Методика преподавания. -- Челябинск, 2003. № 8.

Семенов И.Н. Методологические проблемы системного изучения организации мыслительной деятельности. -- В кн.: Системные исследования: Методологические проблемы. Ежегодник. -- М.: Наука, 1982.

Формирование основных логических приемов у учащихся физико-математических школ (результаты экспериментальной работы): Монография /Под общей ред. М.П. Ланкиной. -- Омск: Наследие. Диалог-Сибирь, 2003.

Размещено на Allbest.ru