В процессе обучения последовательность «восприятие – представление – понятие» имеет функциональный смысл, т.е. каждое новое понятие возникает именно этим путем и внутри указанной последовательности (33).
Формирование понятийного обобщения предполагает не только переход от конкретного и единичного к абстрактному и общему, но и обратный переход от общего и абстрактного к единичному. Овладеть понятием – значит овладеть всей совокупностью знаний о предмете, к которому относится данное понятие. К примеру, знание понятия электрического тока означает овладение всеми физическими величинами и их взаимосвязью. Пробел знаний в какой-то величине уже приводит к ошибочному представлению других, а в итоге низкий уровень усвоения темы.
Процесс усвоения знаний состоит из такой последовательности:
1) восприятие;
2) осознание;
3) запоминание;
4) повторение;
5) применение.
Сам процесс начинается с понимания, то есть с «привязки» новых знаний к уже имеющимся. Для того чтобы понять новое, нужно выразить его в известных терминах. Следующая ступень усвоения знаний состоит в запоминании понятого. Запоминание зависит от степени важности новой информации и от ее употребительности. Затем происходит выработка умений и навыков: у учащихся складывается определенная наиболее рациональная единообразная последовательность действий, оптимальным образом приводящая к цели. Далее вырабатывается способность применять знания в новых условиях, т.е. действовать творчески (9).
Пути привития учащимся умений могут быть различными, например, алгоритмизированными или ориентировочными. Обучение на базе «жесткой» ориентировочной основы, в процессе которого учитель полностью указывает способ выполнения действия, дробит действия на операции и обеспечивает его правильное выполнение, иногда называют алгоритмизированным. Его наиболее часто применяют на первой ступени обучения физике, например, формирование умения взвешивать на весах.
Так называемое ориентировочное обучение связано с созданием «системы ориентации» и представляет собой ознакомление учащихся с наиболее общими схемами или планами решения экспериментальных или физических задач. Школьники постоянно соотносят свои действия с этими планами, служащим им ориентиром для дальнейшей деятельности. Ознакомление учащихся с ориентирами выполнения задания составляет только один из этапов формирования умения. Существенным условием осознания действия, средством научить школьников правильно мыслить о действии служит рассказ «вслух», содержащий описание действий. При этом достигается высокая степень обобщения: общее, выраженное словами, превращается в абстрактное – создается образ. Затем постепенно, в результате различных упражнений речевая формулировка, произносимая уже «про себя», сокращается, и весь ход действия представляется «в уме», что дает возможность выполнить его быстрее, так как сливается в единый комплекс весь ряд ранее дробно выступавших отдельных операций (9).
Выполнение всех этапов обучения необходимо при формировании первых умений, а последующие однородные умения складываются уже на более высоком уровне и скорее. Например, если школьник обладает умением работать с каким-то одним измерительным прибором, например, с вольтметром, то это способствует формированию умения работать и с другими измерительными электрическими приборами (9).
Умение, характеризующееся высокой мерой освоения, представляет собой навык. Если умение предполагает в большей или меньшей степени развернутый сознательный самоконтроль, то навык – это действие автоматизированное, при котором сознательный самоконтроль свернут и операции выполняются слитно, как единое целое, легко и быстро. При выработке того или иного навыка эффективность упражнений зависит от многих причин. При проведении упражнений на тренировочных задачах путем заучивания правильных операций и постепенного их объединения в целостное действие процесс формирования навыка сначала идет быстро и легко, навык отличается большой четкостью, правильностью и прочностью. Однако затем при объединении отдельных операций в целостное действие возникают трудности и ход формирования навыка замедляется. Если же упражнения осуществляются на разнообразных комплексных задачах, то процесс выработки навыка протекает путем поиска и пробы правильных операций, анализа допущенных ошибок и их устранения. При этом дело сначала идет медленно, с трудом, допускается много ошибок, однако затем ход формирования навыка ускоряется, а полученные навыки отличаются гибкостью и легкой «приспособляемостью» к разным условиям.
По мере овладения определенными навыками у школьников складываются умения, причем на новом, более высоком уровне. Высокий уровень означает возможность использования разных навыков для достижения одной цели в зависимости от условий действия. Универсального метода формирования навыков и умений, одинаково эффективного для учеников нет, так как в этом процессе существенную роль играют индивидуальные различия. Учесть индивидуальные особенности каждого ученика при формировании навыков можно при дифференцированном подходе, например при выполнении лабораторных работ (24).
Формированием знаний, умений и навыков не исчерпываются задачи учебного процесса. Необходимо, чтобы при обучении развивались способности школьников применять знания в новой ситуации, решать нестандартные задачи, выполнять задания исследовательского и конструкторского характера, вырабатывать рациональные и неизвестные ранее алгоритмы решения задач нового типа, а также приобретать новые умения и навыки в соответствии с потребностями практики.
Теоретической основой методики развития творческих способностей школьников в ходе обучения является понимание закономерностей естественнонаучного творчества. Важные стороны научного творчества могут быть представлены в виде цикла: от обобщения фактов к построению абстрактной модели явлений (выдвижение гипотезы); от модели – к выводу теоретических следствий; от вывода следствий – к их экспериментальной проверке. Если новый экспериментальный факт не укладывается в рамки теории, то это ведет к ее пересмотру, уточнению или замене. Новая абстрактная модель также служит источником новых знаний. Экспериментальная проверка вновь полученных теоретических выводов соответственно требует конструирования аппаратуры и тем самым обогащает науку новыми знаниями.
Для разработки методики развития творческих способностей учащихся важно учесть, что характер индивидуального труда на этих этапах творческого цикла различен, если при выводе теоретических следствий из абстрактной модели главная роль принадлежит логическому мышлению, которое происходит постепенно по цепи логических умозаключений, то при переходах от фундаментальных опытов к абстрактной модели решающая роль принадлежит интуитивному мышлению, догадке. Логическое обоснование здесь приходит позднее, поэтому в методике развития творчества школьников важное место занимает развитие их способностей к дедукции, к научной и технической догадке, к интуиции. При этом интуитивный поиск сопровождается эмоциями, чувствами радости и огорчения (24).
Творческие упражнения по физике играют большую роль в политехническом образовании школьников. Особенно ценны те из них, которые составлены на материале, полученном из анализа научно-технического прогресса. Одна из особенностей творческих упражнений, что они могут иметь несколько решений, справедливость которых не всегда очевидна.
В развитии творческих способностей важное место имеет активность ребят. Поэтому нужно использовать все средства, чтобы перейти от творческих упражнений к стимулированию творческой активности учащихся. Этому способствуют экскурсии на производство, домашние задания исследовательского характера, факультативы, элективные курсы, выступления с докладами, конструирование приборов, исследование явлений природы и техники.
1.3 Формирование у школьников обобщенных умений
Деятельностный подход к организации учебного процесса позволяет не только успешно решить проблему эффективного усвоения знаний всеми учащимися, но и формировать у учащихся умение самостоятельно, осознанно, грамотно планировать свою деятельность при решении различных задач. Достигается это формированием у учащихся обобщенных умений. Впервые термин обобщенные умения был введен Усовой А.В. в 1974 году. Обобщенные умения – умения учащихся выделять последовательность действий от частных примеров выполнения задач и осознанный перевод полученного навыка в новую ситуацию (30).
Структурно-логический анализ содержания учебных дисциплин позволил выделить в них в качестве основных структурных элементов знаний научные факты, понятия, законы, теории, научную картину мира. Указанные элементы являются общими для всех естественнонаучных наук. Все науки имеют дело с научными фактами, системой научных понятий, законов и теорий. На их основе формируется научная картина мира. Общими для всех наук являются группы понятий о структурных формах материи и соответствующих им формам движения, явлениях, величинах, количественно характеризующих явления и свойства тел, о методах познания (31).
В программе любого учебного предмета, и в частности физики, обязательно перечисляются умения, которыми должны овладеть учащиеся при изучении данного предмета: пользоваться мензуркой, амперметром, термометром и т.п., решать задачи с использованием формул, строить изображение предмета в линзе и т.п. Эти умения являются частными, так как относятся к одной формуле, измерительным приборам одного типа, одному оптическому прибору. Но так как измерительных приборов, используемых в физическом эксперименте, много, формул тоже много, то возникает вопрос: где взять время для специального формирования этих частных видов деятельности? Этот вопрос может быть успешно решен через выделение действий, которые являются общими для всех частных видов деятельности. Так, каждый измерительный прибор используется для определения значения конкретной физической величины в заданной ситуации, процедура снятия показаний любого измерительного прибора со шкалой и указателем одинаковая: 1) устанавливают, какую физическую величину и в каких единицах измеряет данный прибор; 2) находят цену деления шкалы прибора; 3) находят значение физической величины, соответствующее положению указателя на шкале прибора. Эти три действия в указанной последовательности представляют собой содержание общего приема, который можно назвать “ снятие показаний измерительного прибора, имеющего шкалу” (32).