Основные компоненты структуры исследовательских математических умений старшеклассников

Ключевой задачей образования в XXI веке является развитие мышления, ориентированного на устойчивое будущее. Современный рынок труда требует от выпускника не только глубоких теоретических знаний, но и способности самостоятельно их применять в нестандартных, изменяющихся жизненных ситуациях, перехода от общества знаний к обществу жизненно компетентных граждан. Это требует профессиональной и социальной мобильности, непрерывного образования и профессионального совершенствования. Одной из главных задач обучения в современной школе становится развитие творческого мышления учащихся. Данное требование обусловлено активным развитием научно-технического прогресса и вытекает из закономерности объективной необходимости целенаправленного развития творческих способностей всех членов общества. Школа должна формировать умения учиться самостоятельно, всесторонне развивать и активизировать элементы творчества в познавательной деятельности.

Для приобщения всех учащихся в процесс творческого познания необходимо включать в преподавание математики различные виды самостоятельной исследовательской деятельности. В связи с этим, сегодня перед школьным математическим образованием стоят задачи подготовки компетентных, познавательно-активных учеников, способных к успешной самореализации в динамической социальной среде; дальнейшего выбора и успешного освоения профессии, требующей высокого уровня математических знаний; подготовки к обучению в высшем учебном заведении с соответствующим профессиональным направлением. Реализация этих задач требует внедрения в учебный процесс современной школы учебной исследовательской работы как важного средства формирования у старшеклассников устойчивого интереса и готовности к творческой деятельности. Сформированные познавательный интерес, творческие способности, исследовательские математические умения учащихся является фундаментом формирования будущих квалифицированных специалистов. Именно поэтому система школьного образования, сегодня должна быть нацелена на выпускника, способного легко адаптироваться к быстро меняющимся условиям, находить решения возникающих проблем через владение исследовательскими умениями.

В связи с этим, актуальной становится проблема создания новой теоретико-методологической базы формирования учебных исследовательских математических умений старшеклассников.

Для выяснения содержания и структуры исследовательских математических умений старшеклассников важным является установление их дидактической сути. При обосновании специфики понятия «исследовательские математические умения старшеклассников» мы придерживались дедуктивного метода исследования, выделив вначале содержание родовых понятий в логической цепочке взаимозависимых категорий: «умение», «учебное умение», «исследовательские математические умения». Определив, таким образом, последовательность теоретического анализа, уточним сущность и трактовку базовых понятий, которые легли в основу нашего исследования.

Учебные исследовательские математические умения необходимо рассматривать с позиций психологической теории деятельности – фундаментальной теории современной психологии, так как формирование умений предусматривает овладение определенными видами деятельности в учебном процессе. А. Н. Леонтьев указывает также, что умение есть сложное устойчивое образование, сплав системы знаний и навыков; психическое свойство личности, ставшее внутренней возможностью наиболее успешного выполнения деятельности, способность [6].

Так, в научной литературе можно найти различные толкования понятия «умение», поэтому для качественного анализа рассмотрим это понятие с точки зрения сущности, структуры и особенностей его функционирования.

В определении сущности умения многие ученые придерживаются мнения, что это знания в действиях (И. А. Урклин) [11]. Или сошлемся на К. К. Платонова [9]: это вид опыта личности, приобретенный как совокупность знаний и гибких навыков, сформированных положительным переносом, который обеспечивает возможность выполнения определенной деятельности или действия в новых условиях. Вместе с тем, в педагогической энциклопедии сущность умения определяется, как возможность эффективно выполнять действие (деятельность в соответствии с целями и условиями, в которых приходится действовать); при этом оно может быть как практическим, так и теоретическим. Согласно концепции Д. Н. Богоявленского и П. А. Менчинской [1], понятие «умение» является тождественным понятию «прием» («способ действия»). Умение включает в себя знание о способах действия и практическое владение ими. Более сложные умения включают в себя системы приемов. «Умение – это мастерство, это способность использовать имеющиеся у вас сведения для достижения своих целей, умение – это способность методично работать», отмечает Д. Пойа [10].

В современной психолого-педагогической литературе нет однозначного толкования термина «умение». Можно выделить два основных подхода к рассмотрению этого понятия:

1. умение рассматривается как процесс деятельности, отдельные действия, усвоенные человеком, выполняемые сознательно (П. Я. Гальперин, И. Я. Лернер, Н. Ф. Талызина и др.)

2. умение рассматривается как готовность и способность выполнять определенные виды деятельности (П. Б. Гурвич, В. А. Петровський, Г. И. Щукина и др.).

В ходе определения структуры умения широкое научное толкование понятия дает Е. А. Милерян [8, с. 51-52]. По его мнению, это «чрезвычайно сложное структурное объединение чувственных, интеллектуальных, эмоциональных качеств личности, которые формируются и проявляются в сознательном, целесообразно, успешном осуществлении действий, обеспечивающих достижение поставленной цели деятельности в изменяющихся условиях».

Функциональность понятия умения обнаруживается в успешном использовании знаний и навыков, правильном применении их в новых и сложных обстоятельствах. В отличие от навыка, умение предусматривает четкий самоконтроль, активность сознания, овладение обобщеннымы способами выполнения действий. Исследователи М. И. Дьяченко [4], Л. А. Кандыбович [4] определяют такие свойства умения как большую, в сравнении с навыком, подвижность, которая позволяет успешно решать поставленные задачи в непостоянных условиях деятельности; сознательный характер выполнения действия с возможностью перехода в творчество. Общим признаком умений и навыков является то, что они характеризуют готовность ученика выполнять действия. Эта готовность приобретается на основе усвоения способов учебно-познавательной деятельности. Овладение какой-либо деятельностью предполагает не один навык, а несколько. Совокупность навыков, относящихся к одной и той же деятельности, является основой умения.

По мнение Е. Н. Бойко [2], в понятии «умение», с функциональной точки зрения, содержится важнейшее осознанное приспособление действия к требованиям изменяющейся ситуации. Ситуативности функционирования умений раскрывается П. М. Гапоновым [3] и В. А. Крутецкий [5]. Она заключается в комбинирования знаний на практике в условиях, отличающихся от тех, в которых они формировались.

В психолого-педагогической литературе существуют различные классификации умений. Как правило, все умения подразделяются на простые и сложные, специальные (предметные) и общеучебные. Так, Т. И. Шамова выделяет интеллектуальные, общие и специальные умения, называя их способами учения. К интеллектуальным она относит, в частности, овладение мыслительными операциями, т.е. сравнения, анализа, синтеза, обобщения. В группу общих умений исследователь включает умения планировать познавательную деятельность, рационально ее организовывать и контролировать выполнение. Специальные умения выделяются по направленности деятельности на усвоение содержания учебного предмета. А. В. Усова все умения подразделяет на две большие категории: умения практического характера и умения познавательного характера [12].

Таким образом, в результате анализа психолого-педагогических исследований необходимо отметить, что в определении сущности понятия «умение» единого мнения не представлено. В то же время выделяются основные характеристики умения. Это и способность личности, и практические и умственные действия, и опыт осуществления операций и действий. В качестве структурной характеристики умения определена система умственных, практических действий и других компонентов. Так, среди основных свойств умений выделены разносторонность, гибкость, качество, скорость функционирования и обобщенность. Учитывая это, умение будем рассматривать как владение сложной системой действий и операций, которые подчинены осознанной цели и используются человеком в новых для него условиях благодаря позитивному переносу приобретенных знаний и навыков.

По И. Я. Лернеру сущность учебных умений состоит в подготовке учащихся к самоорганизации своего учения и соответствующей ему познавательной деятельности [7, с. 229]. В содержании образования умения, различаемые по функциям, он объединяет в три группы в зависимости от их роли в учении. Одни являются предметными способами деятельности данной отрасли (умения математические, химические, биологические и т.д.). Другие служат способами усвоения разных видов содержания (восприятие, осознание воспринятого, запоминание, проявление структур творческого поиска и др.). Третьи выступают в роли способов организации своих действий по усвоению предметного содержания – знаний и способов деятельности. К учебным умениям относятся умения третьей группы, которые И. Я. Лернер определяет как способы организации субъектом своего усвоения и свойственной последнему познавательной деятельности, как умения, содействующие усвоению, т.е. служащие катализатором его, но не составляющие самого механизма усвоения.

В основе классификации учебных умений положены функции способов обеспечения успешного учения (самоорганизации учащимися своей учебной деятельности) Выделяются четыре группы умений: организационные, практические, интеллектуальные, (включающие наглядно-образную деятельность), психолого-характериологические. В большой мере в исследовании внимание обращается к третьей группе, поскольку в них главенствующая роль принадлежит мышлению, воображению.

Поскольку исследования, проводимые учащимися, являются учебными, то и формируемые в процессе этой деятельности исследовательские умения являются также учебными.

В свою очередь, понятие учебные «исследовательские умения» требует дополнительного уточнения его сущности и структуры. Анализируя суть этого понятия, отметим, что мнение ученых неоднозначно в данном вопросе. В. В. Успенский, В. П. Ушачов учебные исследовательские умения выделяют в отдельную группу. Необходимость выделить исследовательские умения в отдельную группу объясняется ростом темпов развития техники, технологий, науки, роли научного подхода к любой деятельности, даже если она не носит научного характера. Получения знаний на основе поиска и исследования способствует развитию творческого мышления, умственных способностей и повышение качества знаний. В. И. Андреев отмечает, что учебные «исследовательские умения» - умение применять прием соответствующего научного метода познания в условиях решения учебной проблемы, в процессе выполнения учебного исследовательского задания. В описании уровней развития умений учебной исследовательской деятельности А. Г. Иодко перечисляет умения, которые необходимы при проведении исследования школьниками. К ним относятся: умения сравнивать, наблюдать, находить причинно-следственные связи и др. Однако, по ее мнению, для проведения исследования недостаточно обладать теми или иными единичными исследовательскими умениями. Необходимо научить ученика пользоваться ими в совокупности.

В своем исследовании мы придерживались определения, данного В. П. Ушачевым: «Учебные исследовательские умения – способность ученика выполнять умственные и практические действия, соответствующие научно-исследовательской деятельности и подчиняется логике научного исследования, на основе знаний и умений, которые приобретаются в процессе изучения основ наук». Обзор и анализ основных исследований, в которых современные ученые рассматривают формирование учебных исследовательских умений учащихся, выявляет наличие различных взглядов на трактовку понятия исследовательских умений учащихся и дает возможность сделать выводы:

1. учебные исследовательские умения относятся к общеучебным умениям учащихся (применяются к разного предметного содержания);

2. способность учащихся выполнять систему действий умственного и практического характера, подчиняется логике научного исследования на основе знаний, умений и навыков, сознательно используются и приобретаются в образовательном процессе.

Определение структуры учебных исследовательских умений предусматривает определение системы действий, которые подчиняются логике научного исследования, на основе которых формируются учебные исследовательские умения.

Исследовательские умения, как готовность к осуществлению исследовательской деятельности, являются сложными и обобщенными, так как обладают свойством широкого переноса в новые условия, применимы к различному предметному содержанию и расширяют возможности творческого при­менения полученных знаний на практике.

По мнению В. Н. Литовченко исследовательские умения представляют собой совокупность систематизированных знаний, умений и навыков личности, взглядов и убеждений, которые определяют функциональную готовность старшеклассника к творческому поискового решения познавательных задач. Автор разделяет исследовательские умения на группы:

1. операционные исследовательские умения, к которым относят умственные приемы и операции, используемые в исследовательской деятельности: сравнение, анализ и синтез, абстрагирование и обобщение, выдвижение гипотезы, сопоставление;

2. организационные исследовательские умения, которые включают применение приемов организации в научно-исследовательской деятельности, планирование исследовательской работы, проведения самоанализа, регуляция собственных действий в процессе исследовательской деятельности;

3. практические исследовательские умения, которые охватывают обработка литературных источников, проведения экспериментальных исследований, наблюдения фактов, событий и обработка данных наблюдений, внедрение результатов в практическую деятельность;

4. коммуникативные исследовательские умения, предусматривающие применение приемов сотрудничества в процессе исследовательской деятельности, для осуществления взаимопомощи, взаимоконтроля.

В структуру исследовательских умений входят знания, необходимые для ориентации в определенных исследовательских заданиях – ориентировочные знания: о научном стиле мышления и труда; об эвристических правилах и логических приемах; общей гигиене умственного труда.

С. И. Брызгалова классифицирует исследовательские умения в зависимости от логики научного исследования на: научно-информационные, методологические, теоретические, эмпирические, письменно-языковые, коммуникативно-языковые.

Д. Г. Левитес к исследовательским умениям относит умение формулировать цель исследования, устанавливать предмет и объект исследования, выдвигать гипотезы, планировать эксперимент и его проведение, проверять гипотезы, определять сферы и границы применения результатов исследования.

Итак, мы видим, среди ученых нет единого мнения о структуре учебных исследовательских умений учащихся. Проведенный анализ толкований структуры учебных исследовательских умений говорит о разном содержании, что вкладывают авторы различных областей знаний в данное понятие. При этом общим и бесспорным является то, что во всех случаях учебные исследовательские умения должны соответствовать основным обобщенным этапам исследовательской деятельности.

Анализ научной, педагогической, методической, психологической литературы позволяет сделать вывод, что учебные исследовательские умения учащихся (как составляющие творческой деятельности (учебной и исследовательской)), невозможно представить как точно описаны и строго регулируемые системы операций или действий. Любое структурирования будет носить условный характер, и изменяться в зависимости от предмета исследования, поставленной цели и т.д. В рамках данного исследования, учитывая особенности обучения учащихся в старших классах, логику научного исследования, будем рассматривать учебные исследовательские умения учащихся, состоящих из следующих компонентов: организационного, информационного, интеллектуального, коммуникативного, технического. Каждый из перечисленных компонентов состоит из умений, которые представлены в таблице 1.

При этом указанный состав умений носит вариативный характер и может изменяться, дополняться в зависимости от предмета деятельности, способностей субъекта деятельности, а реализация каждого из приведенных умений предусматривает выполнение более простых действий.

Таблица 1

Структурные компоненты учебных исследовательских умений

Учебно-исследовательские умения (такие как видение проблемы, выдвижение гипотезы, планирование ее проверки, сопоставление полученного результата с предполагаемым, умение делать правильные выводы) вряд ли можно автоматизировать, хотя, безусловно, эти умения формируются на основе знаний, простых умений и определенных навыков.

Познавательные возможности и интересы учащихся, их знания можно рассматривать как результат и как инструмент исследования явлений действительности и их совместной с учителем деятельности. Знания и приобретенные умения обеспечивают поле поиска. Интеллектуальные умения являются основой формирования учебных исследовательских умений.

Исследовательский подход преобразует традиционное обучение на основе продуктивной деятельности учащихся, определяет разработку моделей обучения как инициируемого учащимися усвоения нового опыта в области математики. В рамках этого подхода целью обучения является развитие у учащихся возможностей самостоятельно осваивать новый опыт. Ориентиром деятельности педагога и учащихся является порождение новых знаний, способов действий, личностных смыслов.

Литература:

1. Богоявленский Д. Н., Менчинская П. А. Психология усвоения знаний в школе / Д. Н. Богоявленский, П. А. Менчинская. – М. : Изд-во АПН РСФСР, 1959. – 347 с.

2. Бойко Е. Н. К постановке проблемы умений и навыков в современной психологии / Е. Н. Бойко // Советская педагогика. – 1955. – №1. – С. 41–45.

3. Гапонов П. М. Лекция в высшей школе / П. М. Гапонов. – Воронеж : Издательство Воронежского университета, 1977. – 96 с.

4. Дьяченко М. И., Кандыбович Л. А. Психология высшей школы / М. И. Дьяченко, Л. А. Кандыбович. – Минск : БГУ, 1981. – 383 с.

5. Крутецкий В. А. Основы педагогической психологи / В. А. Крутецкий. – М. : Просвещение, 1972. – 255 с.

6. Леонтьев А. Н. Деятельность. Сознание. Личность / А. Н. Леонтьев. – М. : Педагогика, 1980. – 382 с.

7. Лернер И. Я. Поисковые задачи в обучении как средство развития творческих способностей / И. Я. Лернер / В кн. : Научное творчество / под ред. С. В. Микулинского, М. Г. Ярошевского. – М. : Наука, 1969. – С. 413-418.

8. Милерян Е. А. Психология формирования общетрудовых политехнических умений / Е. А. Милерян. – М. : Просвещение, 1973. – 299 с.

9. Платонов К. К. О знаниях, навыках и умениях / К. К. Платонов // Советская педагогика. – 1963. – №11. – С. 98–103.

10. Пойа Д. Как решать задачу : пособие [для учителей] / Д. Пойа ; [пер. с англ. В. Г. Звонарёвой и Д. Н. Гайдука]. – [2-е изд.]. – М. : Гос. учеб.-пед. изд-во М-ва просвещения РСФСР, 1961. – 207 с.

11. Урклин И. А. Основы вузовской педагогики : учеб. пособие / под ред. Н. В. Кузьминой, И. А. Урклин. – Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1972. – 311 с.

12. Усова А. В. Формирование у учащихся учебных учений / А. В. Усова, А. А. Бобров. – М. : Знание, 1987. – 80 с.