НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Винокурова Наталья Константиновна

кандидат педагогических наук,

доцент кафедры управления развития школы МГПУ

Павлова Марина Олеговна

зам. директора по экспериментальной работе

ЦОУ СОШ ╧ 1203 ЦАО г. Москвы

Юрова Елена Сайяровна

учитель начальных классов ЦОУ СОШ ╧ 1203

ЦАО г. Москвы

Казаков Виктор Александрович

ученик 11 класса

ЦОУ СОШ ╧ 1203 ЦАО г. Москвы

Если в чудо не верить - оно не произойдет.

Японская мудрость

Важнейшая задача цивилизации - научить человека мыслить.

Т.Эдисон

Ни для кого не секрет, что с каждым годом всё более возрастают требования к умственной деятельности людей и потому в последнее время растёт число обучающих и обучающихся, удлиняется срок обучения, увеличивается объем усваиваемых знаний.

Целью данной работы было создание обучающей системы, которая позволяет преподавателю начальных классов обучиться современной методике развития познавательных способностей учащихся.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1)      Исследование предметной области

2)      Исследование методов объяснений

3)      Изучение инструментального средства разработки

4)      Разработка алгоритмов работы системы

5)      Кодирование и отладка системы

6)      Отчёт о проделанной работе

Требования к создаваемой обучающей системе: система должна быть проста в использовании, и иметь несколько форм представления информации.

Исследование предметной области

Использование приемов, развивающих познавательные способности школьников, на современном уроке

В последнее время, с которым связывают явление информационного бума, время больших перемен в науке и обществе в целом кардинально изменились цели обучения.

А как же иначе, если известно, что объем знаний в структуре мышления растет устрашающе быстрыми темпами: они каждые 8 лет удваиваются, и каждые 10 лет обновляются, то есть ситуация, при которой человеку, поступающему в институт, а позже приходящему на новую работу  не только в известном юмористическом номере классика эстрады А.Райкина, а наяву могут сказать: «Забудь все, чему тебя учили раньше». Знаете ли вы, что за последние 10-15 лет объем знаний, который должен усвоить современный школьник УДВОИЛСЯ.

Но становится совершенно очевидным, что такой процесс имеет определенные границы. Беспредельно увеличивать время обучения просто невозможно. Конечно же, неплохо, что усилия педагогов по совершенствованию системы обучения долгое время концентрировались преимущественно лишь на улучшение содержания и повышения качества передачи знаний.

Были разработаны новые, казалось бы, очень прогрессивные методы обучения. Однако в то время как «знаниевый» процесс совершенствовался, методам и приемам их практического применения в повседневной жизни уделялось непозволительно мало внимания. Никто не отрицает тот факт, что дети очень много знают в соответствии с требованиями стандартных школьных программ, хотя известно, что до 70 процентов знаний, получаемых детьми в школе, им в дальнейшей жизни никогда не пригодятся, но применять их на практике эффективно могут лишь немногие из них. Грубо говоря, наши дети знают буквы, но читать, особенно осознанно – не умеют. Они – зачастую являются ходячими энциклопедиями, носителями той информации, которую при умелом подходе можно легко найти в любом пособии или справочнике, а вот достаточно полноценно и эффективно с пользой для своей познавательной деятельности использовать  ее в повседневной жизни, что и является критерием развитых познавательных способностей – не умеют.

В последнее время в современном образовательном пространстве возникает серьезнейшее противоречие: требования к самостоятельной, эффективной, нестандартной умственной деятельности обучающихся постоянно растут, а их способность усваивать, а в большей мере использовать их остается на достаточно низком уровне.

В то же время психологами и педагогами были выявлены у школьников намного большие, чем считалось раньше возможности не только усваивать серьезные научные понятия, термины, теории, но и применять полученные знания и умения не только в привычной, но и нестандартной обстановке.

Но, к величайшему сожалению, большинство школьных учебников отстают от насущных потребностей современного образования. Особенно это касается качества заданий на закрепление и практическое применение знаний. До 95 их процентов по нашим многолетним исследованиям, включает в действие лишь механизмы памяти, они ориентированы на простую репродукцию (припоминание) знаний, да и то в обычных, стандартных условиях. А задачи более высокого уровня – логически-поисковые и творческие составляют доли процента.

Ученые и учителя усиленно ищут такие формы, средства, методы и приемы обучения, которые наилучшим образом стимулировали бы не только предметное умственное мышление, но и формировали бы так называемые общеучебные умения и навыки, необходимые любому человеку в эффективном освоении любой интеллектуальной деятельности, способствовали бы формированию творческой личности, умеющей решать все более сложные задачи, встающие перед так называемым постиндустриальным обществом, нуждающимся не в человеке-исполнителе чужой воли, а в творце – решателе проблем.

Известно, что необходимость воспитания высокоодаренных людей, тех, кто продвигает развитие общества во всех областях, была осознанна достаточно давно, Еще в Древнем Китае, при Конфуции, особо одаренные дети получали элитное образование прямо при дворе Правителя. Именно в них видели гарантов будущего национального процветания  и высоко чтили их. Да и в наши дни существуют специально разработанные программы по работе с талантливыми детьми. Но  в этой ситуации большинство людей, которые обладают так называемыми нормальными способностями, оказываются в самом неблагоприятном положении. От них часто требуют лишь средних, посредственных знаний. Они менее других доверяют своим знаниям и способностям, не верят в свои возможности, потому что им редко говорили о том, что с помощью специальных приемов они могут раскрыть все резервы своей личности и смогут достичь гораздо большего.

Всем нам надо постоянно помнить, что специальные изолированные программы развития для избранных  детей могут в лучшем случае на время задержать регресс развития общества. Выдающийся ученый или инженер может только тогда претворить в жизнь свои передовые идеи или мечты, если все возрастающее число людей с развитыми способностями могут подхватить его идей, развить их и реализовать.

Так же не вызывают сомнения исследования многих психологов, утверждающих, что средний ребенок не в состоянии при традиционном типе обучения выучить все, что предлагает ему современная школа. Где же выход из тупиковой ситуации.  Выход один – научить ребенка быстро и эффективно усваивать предлагаемый объем информации и качественно его обрабатывать. Итак, от мыслящего новыми категориями учителя требуется не только и не столько научить ребенка своему предмету, сколько развить его общеучебные умения и навыки, его познавательные способности средствами той дисциплины, которая ему преподается.

Но ни для кого из нас не секрет, что в подавляющем большинстве случаев, обучая детей, мы сих пор в своей работе делаем основной упор лишь на формирование знаний, умений и навыков, на выполнение заданий, ориентированных только на проверку механической, репродуктивной памяти учащихся.

Очень часто  многие из нас по разным причинам  просто не знают ЧТО, КАК и ЗАЧЕМ надо развивать, и вообще нужно ли это делать, тем более, если испытывается недостаток в соответствующих методических рекомендациях, отсутствует система развивающих познавательных заданий во всех предметах школьного цикла.

Нам всегда нужно помнить, что образование не есть сумма прочитанных книг, а оно выражается в сформированной компетентности по многим параметрам, в том числе и в способности личности в нужный момент найти нужный источник информации и правильно и эффективно им воспользоваться, это умение (и желание) красиво, а иногда и нестандартно мыслить, чтобы не только постигать, но и преобразовывать существующую реальную действительность. В современном образовательном процессе нам нужно уходить от «школы памяти» через «школу мышления» к «школе развития», преследующей одну цель – воспитание активной, способной к саморазвитию личности. В этом направлении существуют два различных пути: экстенсивный, нацеленный на увеличение количества учебных дисциплин и объема знаний и интенсивный, занимающийся КАЧЕСТВОМ образования. И одним из главных, важнейших  источников совершенствования процесса обучения является новый подход к использованию существующих методов, приемов и средств обучения.

Известно, что средний учитель владеет теми же самыми 6-7 приемами обучения, что существовали тридцать-сорок лет назад: «Ответим на вопрос… Решим задачу…Запишем предложение… Решим пример…» А жизнь-то меняется и идет вперед. Надо стремиться к самопознанию, к самоусовершенствованию, изучать последние достижения современной психолого-педагогической науки и пытаться применить их в своей собственной практической работе.

По данным международной ассоциации оценки качества образования при ООН, подготовка учителя к каждому уроку гораздо сильнее сказывается на результатах обучения, чем общее качество всевозможных учебников.

Итак, в соответствии с идеей деятельностного подхода к обучению, гласящего, что все происходит в деятельности - и обучение и развитие, и воспитание, причем эта деятельность может носить разный характер – в одних случаях подражательный, репродуктивный, в других – поисковый, а иногда и творческий, в значительной мере влияющий на конечный результат всего учебного процесса, а так же с целями и особенностями применения разного рода задач, мы предлагаем вам ряд наиболее эффективных с точки зрения развития базовых моделей приемов обучения, которые представлены в виде разнообразных задач.

Известно, что именно задача – начало, исходное звено любой познавательной деятельности, именно в ней выражается первое пробуждение мысли. Однако анализ учебной литературы по различным школьным предметам, наблюдения за работой учителей и учащихся зачастую показывают, что в широкой школьной практике в подавляющем большинстве случаев используются лишь воспроизводящие, репродуктивные задания, ориентированные лишь на механическое заучивание, на однозначные ответы, не активизирующие мыслительную деятельность школьника. По данным некоторых исследователей, лишь 7-10 процентов задач вызывают сенсорные продуктивные процессы, например, самостоятельного наблюдения, быстроты схватывания, творческого видения, рассмотрения проблемы с непривычной стороны, выявления причин и взаимосвязи явлений, содержащие элемент неизвестности, то есть именно те, которые стимулируют познавательную активность, вызывают интерес и позволяют в дальнейшем  ученику стать независимой творческой личностью, «решателем проблем», а не простым исполнителем.

Не вызывает сомнения тот факт, что у КАЖДОГО ребенка есть способности и таланты, просто не все об этом знают. Дети от природы любознательны и полны желания учиться. Для того, чтобы они смогли проявить свои дарования, нужно тонкое и умелое руководство со стороны взрослых, способных помочь маленькому человеку ощутить неподдельный интерес и удовольствие от самого процесса обучения. Учиться должно быть очень интересно. Но как этого добиться.

Современные психологи и дидакты сходятся во мнении, что большинство детей да и, как это ни странно, взрослых успешнее решают те проблемы и задачи, которые предлагаются им в игровой форме. Если вспомнить понятие «ведущий вид деятельности», то стоит отметить, что именно игра является доминантой в познавательной деятельности младших школьников и средних подростков. Тем не менее, от учителя очень часто можно услышать фразу: «Урок – это вам не игрушки! Это серьезная работа, пусть вам и не нравящаяся!» В этих словах сквозит не только пренебрежение учителя к соответствующему и очень эффективному виду деятельности, но и нежелание напрягать свои собственные усилия, так как известно, что намного легче объяснить достаточно сложный материал в стандартной, занаученной форме, чем проявить свои умения и сделать деятельность детей легкой, доступной, игровой.

Известно, что главная цель личностно-ориентированного обучения заключается не столько в том, чтобы сформировать и даже не воспитать личность, а в том, чтобы найти в каждом человеке человека, заложить в нем механизмы саморазвития, самореализации, саморегуляции, адаптации и т.д. Каждому учителю следует обеспечить эмоциональное отношение и к содержанию учебного материала, и к самому процессу обучения.

Многие великие педагоги признавали огромную роль интереса в учебной деятельности. Так, например, Ян Амос Коменский отмечал, что «только играя и шутя надо доводить детей до вершин наук», а Монтень подчеркивал: «Где для детей польза – там же должно быть для них удовольствие. Способность снизойти до влечения ребенка присуща лишь душе возвышенной и сильной».

Признавая огромную роль игры в жизни любого человека и преклоняясь перед ней, гениальный ученый и практик  Альберт Эйнштейн отмечал: «Теоретическая физика – это детские игрушки по сравнению с игрой», объясняя этот довод тем, что для любого преподавателя намного проще подготовить стандартный, традиционный урок, объясняя серьезные вещи репродуктивно, по бумажке, требуя воспроизведения своих выводов и положений, чем сделать то же самое в нестандартной форме, путем создания эвристических, проблемных, требующих самостоятельной поисковой деятельности ситуаций, когда человек сам приходит к определенным выводам и обобщениям.

Необходимо так же помнить, что огромное, неоценимое влияние оказывают игровые виды работы на учебную деятельность интеллектуально пассивных детей, которые не столько не хотят, сколько иногда просто стесняются в условиях стандартного обучения отвечать на достаточно простые вопросы. В игровой ситуации они могут выполнить намного большую умственную работу, которая была бы им не под силу в обычной стандартной ситуации.

По этому поводу стоит вспомнить достаточно распространенный, особенно в последнее время у детских психиатров диагноз: ребенок в детстве не доиграл. А уж какие отдаленные последствия этого положения нас ждут, можно только догадываться.

Известный американский психолог Д.Морисс отмечал: «Творчество есть не более как проекция детских качеств на жизнь взрослых… если бы процессы, с которыми они связаны, - удивление и любопытство, тяга к пробам, поискам и находкам – можно было бы предохранить от возрастного увядания, если бы можно было добиться того, чтобы они преобладали в поведении взрослого, тогда бы мы победили в важнейшей битве – битве за творчество».

Ученые отмечают, что развить сразу весь комплекс свойств, входящих в понятие «творческие способности» невозможно. Это – длительная, целенаправленная работа, поэтому эпизодическое, «разовое» использование развивающих познавательных задач не принесет желаемого результата. Познавательные задания должны составлять определенную, четко отработанную  систему, позволяющую формировать все многообразие интеллектуальной деятельности, начиная с простейшей – на уровне восприятия и понимания и заканчивая применением в сходной ситуации и ситуации систематизации и обобщения. Необходимо так же помнить, что творческие познавательные способности рассматриваются как то, что не сводится к знаниям, умениям и навыкам, но обеспечивает их быстрое и эффективное приобретение, закрепление и творческое использование на практике.

Мы разработали систему приемов, позволяющую целенаправленно формировать не только качественные знания, умения и навыки, но и одновременно развивать познавательные способности школьников, которые выстроились в определенную последовательность, учитывающую степень продвижения личности в познавательной деятельности.

«Принимая ученика таким, какой он есть, мы делаем его хуже; принимая его таким, каким он может быть, мы заставляем его быть таким, каким он должен быть.» (В. Франкл).

Исследование методов объяснений

В настоящее время применительно к МО выделяют пять типов объяснений:

·        причинные объяснения (вскрывают причинные взаимосвязи между явлениями);

·        объяснения на основе теоретических законов;

·        функциональные объяснения (сводятся к установлению функций, выполняемых определенной частью системы);

·        структурное объяснение (используют описание структуры, которая обеспечивает выполнение функций и поведение объясняемой системы в целом);

·        историческое объяснение (раскрывает условия, причины и законы, которые привели к текущему состоянию системы).

Для достижения наибольшего эффекта от использования МО в структуре ЭС целесообразно использовать все известные типы объяснений. Задача состоит в том, как и в каких случаях, использовать тот или иной тип объяснения.

Процессу объяснения можно дать следующее определение: «Объяснить - сделать ясным, ответить на вопросы: «Как?», «Почему?», «Что следует предпринять далее?», «Что будет если?», а также обосновать, подтвердить правильность результата.

Исследование форм представления семантической информации

Различают однородные и комплексные формы представления SI.

Множество однородных форм представляется выражением:

где, t - текстовая форма представления; S - аудиальная (речь, звуки); g - визуальная (жесты, пластика); С - изобразительная, графическая форма.

Из множества однородных форм можно получить множество вариантов комплексных форм:

    Можно получить еще большее разнообразие :

и т.д.

Степень познания (запоминания) объекта повышается при «одновременном» (дополняющим друг друга) представлении его аспектов множеством форм.

По видам SI об объекте классифицируют на первичную и вторичную.

Первичной считается SI, отражающая посредством знаков независимо от формы представления результаты обобщений, исследований, разработок, наблюдений и пр., имеющие завершенный характер. ( Создание первичной SI это сложный творческий процесс, ему предшествует  познание объекта, его свойств и отношений).

Вторичная SI отражает посредством знаков для заданной формы представления результаты аналитико-синтетического (анализ-синтез) и логического преобразования первичной SI.

Вторичная SI имеет меньшее содержание, чем первичная (Например, выявляется наиболее устойчивые и характерные признаки объекта).

Носителями первичной SI являются первичные документы. Примеры:

t-форма - книги, журналы, статьи, стандарты, авторские свидетельства и др.;

S-форма - магнитные кассеты и диски с записями речей, музыкальных произведений и др.;

g-форма- видеозаписи мультипликаций, балета, пантомимы, мимики и жестов.

C-форма - структурные, функциональные схемы, карты, чертежи, картины, рисунки, графики и пр.;

Комбинированные.

Носителями вторичной SI являются вторичные документы. Примеры:

t-форма - рефераты, аннотации, каталожные карточки библиотек и др.;

S-форма- запись пересказа речи, фрагменты музыкальных произведений и др;

g-форма - видеозаписи фрагментов мультипликаций, балета и т.п.

C-форма - упрощенные структурные, функциональные схемы, карты, чертежи, картины, рисунки, графики и пр.;

Комбинированные.

В итоге были выбраны следующие формы представления семантической информации :

·        текстовая форма;

·        изобразительная и графическая форма;

·        независимо от форм представления, для пользователя вся выводимая семантическая информация является вторичной, а поэтому снимается нагрузка по выделению существенных признаков данной предметной области.

Исследование технологии, языка и среды разработки

Существует несколько схем разработки программных продуктов. Основными схемами являются:

·        Каскадная схема разработки. В такой схемепереход на следующую стадию разработки осуществлялся после того, как полностью завершались проектные операции текущей стадии и получены все исходные данные для последующих стадий. Достоинства такого подхода: получение в конце каждой стадии законченного набора проектной документации; простота планирования процесса разработки.

·        Схема с промежуточным контролем. Контроль, который выполняется по данной схеме после выполнения каждого этапа, позволяет при необходимости вернуться на любой уровень и внести необходимые изменения. Такая схема носит итерационный характер. Основная опасность использования такой схемы связана с тем, что разработка никогда не будет завершена, постоянно находясь в состоянии уточнения и усовершенствования.

·        Спиральная схема. В соответствии с данной схемой программное обеспечение создается не сразу, а итерационно с использованием метода, базирующегося на создании прототипов. Прототипом называют действующий программный продукт, реализующий отдельные функции и внешние интерфейсы разрабатываемого программного обеспечения.  На первой итерации, как правило, специфицируют, проектируют, реализуют и тестируют интерфейс. На второй – добавляют некоторый ограниченный набор функций. На последующих этапах этот набор расширяют, наращивая возможности данного продукта. Основным достоинством данной схемы является то, что, начиная с некоторой итерации, на которой обеспечена определенная функциональная полнота, продукт можно предоставлять пользователю.

Основная проблема спиральной схемы – определение моментов перехода на следующие стадии. Для ее решения обычно ограничивают сроки прохождения каждой стадии, основываясь на экспертных оценках.

Вопросы, связанные непосредственно с программированием, также являются очень важными.

В настоящее время выделяют пять стилей программирования. Современные языки дают возможность использовать несколько стилей при разработке программных продуктов. Стиль зависит от способа декомпозиции предметной области, каждый из которых имеет свою основу:

1)процедурная декомпозиция - предполагает разбиение общего алгоритма программы на отдельные фрагменты (подпрограммы) - структурный подход;

2) объектно-ориентированная декомпозиция - предполагает выделение объектов предметной области, их свойств и определение отношений между ними - объектно-ориентированный подход;

3) логическая декомпозиция - предполагает выделение целей и подцелей - логически-ориентированный подход;

4) декомпозиция по правилам продукции - предполагает формирование правил вида «Если ...То» - подход, ориентированный на правила;

5) инвариантная декомпозиция - предполагает описание предметной области в виде инвариантных соотношений - подход, ориентированный на ограничения. 

Рис. 1. Обобщенная схема алгоритма работы системы. Начало.

Рис. 2. Обобщенная схема алгоритма работы системы. Продолжение.

Рис. 3.Обобщенная схема алгоритма работы системы. Конец.

Нельзя назвать лучшего стиля, так как каждый стиль ориентирован на свою область применения.

Инструментальные средства для построения ЭС можно разбить на следующие четыре тапа. Алгоритмические языки общего назначения; языки искусственного интеллект; специальные программные среды и оболочки. В итоге был выбран язык Pascal, а среда разработки Delphi. Данное средство является визуальным и поддерживает два подхода: процедурный и объектный.

Список литературы:

1.      Винокурова Н.К. Развиваем познавательные возможности учащихся. - M.: OOO«Центральное издательство», 2005 – 130 с.

2.      Винокурова Н.К. Сборник текстов и упражнений для развития ваших творческих способностей. - Серия «Магия интеллекта». - М.: Издательство «Импэто», 1995. – 96 с.

3.      Соломатин Н.М. Информационные семантические системы. - М.: Высшая школа, 1989. – 128 с.

4.      Хомоненко А.Д., Гофман В.Э. Самоучитель Delphi. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 576 с.: ил