Классификация средств наглядности в современной системе обучения Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Построение каждого концентра осуществляется на основе принципов преемственности и персонализации. Дидактическим условием реализации этих принципов служит пропедевтика, которая тоже имеет уровневую структуру (первый уровень — подготовительный: «школа — школа»; второй уровень — интегративный: «школа — вуз», «вуз — вуз»; третий уровень — профессиональный: «вуз — школа») [2].

Таким образом, пропедевтика как дидактическое условие преемственности и персонализации связывает отдельные компоненты образовательной системы (основная школа, старшая профильная школа, вуз). Выделенные выше уровни пропедевтики, можно классифицировать на подуровни. С каждым из них можно связать пропедевтический курс физики: опережающий

пропедевтический курс (У-УІ класс); элективный пропедевтический курс профильной подготовки (IX класс); элективный пропедевтический курс профильной подготовки (X- XI классы); пропедевтический курс «Введение в дисциплины курса общей физики» («Введение в механику», «Введение в молекулярную физику и термодинамику», «Введение в электродинамику», «Введение в оптику», «Введение в квантовую физику»); обобщающий пропедевтический курс «Общая физика — теоретическая физика» (вуз — вуз); интегративный курс «Физика в живых системах» (вуз — школа). Выделенные уровни и подуровни пропедевтики, убедительно свидетельствуют о значимости и роли пропедевтики в системе непрерывного (целостного) образования.

Библиографический список

1.Кларин, М.В. Личностная ориентация в непрерывном образовании / М.В. Кларин // Педагогика. — 1996.— №2 — С. 14-21.

2.Потапова, М.В. Пропедевтический курс общей физики: учебно-методическое пособие [Текст] / М.В. Потапова.— Челябинск: изд-во ЧГПУ, 2001. — 206 с.

Статья поступила в редколлегию 05.04.07

УДК 373.1.013

А.В. Петров, Н.Б. Попова

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ НАГЛЯДНОСТИ В СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЕ ОБУЧЕНИЯ

В работе представлен анализ классификации наглядных средств обучения; рассматривается задача наиболее полного использования дидактических возможностей средств наглядности в развивающем обучении; особое внимание уделено знаково-символическим средствам наглядности; выделены различные типы знаково-символических средств наглядности и предложена их классификация по разным основаниям.

Использование наглядности является составным элементом учебного процесса. Как и весь процесс обучения и воспитания, — это дело творческое, по поводу которого невозможно дать рецепты, годные на все времена и при любых условиях. В педагогической деятельности нет одинаковых условий, как и нет одинаковых слушателей, поэтому использование имеющегося опыта не может быть простым копированием. Разумеется, нужно пользоваться опытом других, но нельзя переносить готовый опыт без учета своеобразия обстановки, людей, задач и без учета используемой педагогической системы обучения, которая всегда имеет свои цели, задачи и методы обучения. Поэтому очень важно, чтобы каждый преподаватель глубоко продумал приемы применения средств наглядности, а не слепо копировал пусть даже самые эффективные действия других.

Задача состоит в том, чтобы в полной мере использовать все дидактические возможности средств наглядности как богатейшего резерва в деле улучшения преподавания физики и для овладения рациональной методикой их применения.

Средства обучения физике

Все многообразие средств обучения физике можно представить на схеме 1 [1, с. 154].

Схема 1

Рис. 1. Классификация средств обучения (автор — С.Е. Каменецкий)

Как видно, наглядные средства представлены самостоятельным блоком. Его значимость, как известно, осознавалась всегда, но лишь практика показала, что традиционно эти средства обучения использовались в основном лишь для иллюстрации того или иного объекта или явления. С возникновением различных педагогических систем дидак-ты и методисты начали изучать и другие возможности наглядных средств, позволяющие формировать и развивать помимо наглядно-образного и абстрактно-логическое мышление. Последнее представляет особое значение при использовании развивающего обучения, т.к. в нем теоретическое мышление положено в основу обучения.

В настоящее время существуют многочисленные типы наглядных средств обучения и средств их предъявления. Поэтому имеет смысл классификации этих средств.

Д.Е. Денисов и В.М. Казанский считают, что классификация средств наглядности и их предъявления может включать в себя пять групп:

1 группа. Средства предъявления информации: аудиторная доска, мел; плакаты; проекционные устройства с соответствующими носителями информации; диапроекторы, эпипроекторы, кодоскопы, кинопроекторы; телевизионная техника; средства звукозаписи; раздаточный графический материал; учебники и учебные пособия (отпечатанные типографским способом в виде микрофильмов).

2 группа. Средства контроля знаний: специальные контрольные машины; классы с обратной связью; средства безмашинного контроля.

3 группа. Обучающие машины и тренажеры.

4 группа. Лекционные демонстрации и натуральный показ объектов.

5 группа. Средства, используемые в учебном процессе как вспомогательные: вычислительная техника; статистические накопители; справочные устройства и т. п. [2, с. 6].

В.А. Кобзарев все учебные средства наглядности подразделяет на два вида: традиционные и новые. К традиционным средствам он относит: учебники, печатные учебные пособия; раздаточный материал; натуральные образцы материалов, изделий, плакаты, схемы, макеты и т. п. Новыми средствами считаются: диапозитивы, диафильмы, учебные кинодокументы; магнитные пленки, машины с обучающей программой, тренажеры, и т. п.

А.М. Розенштейн представляет взаимосвязь имеющихся учебных средств наглядности в соответствии с целями, содержанием учебного материала на основе методов дидактики. Предлагаемая им классификация наглядных средств обучения по биологии представлена на рис. 2. В данной классификации важным аспектом, с позиции наших исследований, является то, что в основание классификации автор положил цели, содержание учебного материала и методы дидактики. В определенном смысле в таком подходе проявляется осознание необходимости классификации наглядных средств в зависимости от выбора педагогической системы обучения, что составляет основу наших взглядов на данную проблему. Сравнение содержания схем, представленных на рис. 2 и 3, свидетельствует о специфике подразделения средств наглядности, используемых в различных предметах, а, следовательно, и о целесообразности классификации таких средств в зависимости от учебного предмета.

И.Л. Дрижун [3, С. 48] различает три вида наглядности по характеру отражения действительности:

- натуральную (натуральные объекты, вещества, коллекции и т. п.);

- изобразительную (фотографии, рисунки, Д/ П, Д/Ф и пр.);

- символическую (схемы, графики, диаграммы, формулы веществ, электронные формулы атомов, схемы строения и пр.).

Иногда иллюстративный материал, подразделяется на четыре формы наглядности:

- натуральная — изучаемый объект или его модель;

- изобразительная — плоскостное изображение изучаемого объекта, его точная копия, рисунок, фотография;

- схематическая — изображение основных параметров символами (математические или химические формулы, графики, диаграммы) [4, С. 52].

Схема 2

Цели, содержание и методы воспитания и образования

Учебно-методические пособия учителя

ТСО,

киноаппараты

диапроекторы

тренажеры

компьютеры

Книги для учащихся (учебники, хрестоматии, книги для чтения)

УЧЕБНИКИ

Учебный план, программа

Натуральные объекты (гербарии, коллекции, скелеты, микропрепараты, приборы)

Изображения и отображения предметов и явлений (таблицы, модели, ЭЗС)

Рис. 2. Классификация средств наглядности по биологии (автор — А.М. Розенштейн)

Схема З

Экранные средства обучения

Экранно-статические Экранно-звуковые

Транс- Диа- Диапо- Видеозапись

парант фильм зитив

Картосхема

Схема

Таблица

Картины

Альбомы

Разда-

точный

мате-

риал

Кинофильм

Кинофрагмент

Грамплас-

тинки

Магнито-

фонные

записи

Печатные средства обучения

Звуковые средства

Рис. 3. Классификация средств наглядности по истории (автор— Д.И. Полторак)

Мы в учебном процессе рассматриваем два основных вида наглядных средств:

1. Конкретные предметы.

2. Знаково-символические средства.

Конкретные предметы

К ним мы относим модели технических устройств и геометрических фигур (типы кристаллической структуры вещества), макеты, естественные объекты и явления, встречающиеся в реальной действительности и на производстве.

Применение конкретных предметов в процессе обучения дает возможность непосредственно изучать объекты и явления на эмпирическом уровне или просто иллюстрировать их в качестве примера. Основными характеристиками эмпирических знаний при этом являются следующие:

1. Знания вырабатываются посредством таких приемов и средств как сравнение, измерение, наблюдение, эксперимент, анализ, индукция, а их важнейшим элементом является факт, который всегда является элементом некоторой логической структуры. Собрание эмпирических фактов, как бы обширно оно ни было, без «деятельности ума» не может привести к установлению каких-либо законов и уравнений.

2. Формально выделение общее свойство не позволяет вскрывать связи между предметами.

3. Знания отражают лишь внешние свойства предметов и опираются на наглядные представления.

4. Формально общее свойство выделяется как рядоположенное с единичными и особенными свойствами предметов.

5. Конкретизация эмпирических знаний состоит в подборе иллюстраций, примеров, входящих в соответствующий класс предметов.

6. Необходимым средством фиксации эмпирических знаний является не «чистый язык наблюдений», а некоторая система понятий, опирающаяся на теоретические представления.

Исследуя дидактические возможности такого вида учебных средств наглядности, мы намерены не просто говорить об их ограниченности, но и об их достоинствах. Последнее становится аргументом против таких крайностей, когда считают, что в основании развивающего обучения должны лежать теоретические знания (как это делал В.В.Давыдов). Разделять эмпирические и теоретические знания можно лишь в исследовательский целях. На самом деле они взаимосвязаны друг с другом настолько, что пренебрежение одним из них просто приведет к краху самой науки.

Все это приводит нас к убеждению, что в учебном процессе необходимо формировать и развивать не только теоретические, но и эмпирические знания. Следовательно, при разработке учебных средств наглядности необходимо учитывать их дидактические возможности не только для развития эмпирических или теоретических знаний, но и для сопоставления связей между ними, выделения специфики этих знаний и их достоинств друг перед другом.

Знаково-символические средства наглядности

Знаково-символические средства в процессе обучения не просто заменяют конкретные предметы, но и при определенной структуре, могут раскрывать внутренние связи, а значит сущность объектов, явлений, процессов. Поэтому по характеру своего предназначения знаково-символические средства мы разделяем на несколько видов:

1. Знаково-символические средства, в которых представлены схемы конкретных предметов. Это особенно важно, когда нет практической возможности наблюдать реальные объекты или явления в природе или производстве. Такие средства имеют лишь иллюстрирующий характер и формируют эмпирические знания. Их мы называем схематизирующими средствами наглядности.

2. Знаково-символические средства, в которых представлена структура эмпирического исследования. Подобные наглядные средства позволяют включать студентов в самостоятельную познавательную деятельность на эмпирическом уровне, в которой проявляют себя такие приемы и средства научного познания, как сравнение, измерение, наблюдение, эксперимент, анализ, индукция с установлением каких-либо законов и уравнений. Работа с такими наглядными учебными средствами позволяет выявлять специфику эмпирических знаний и специфику соответствующего мышления, реализуемого в ходе эмпирических исследований.

3. Знаково-символические средства наглядности, в которых представлена структура теоретического исследования. Такие наглядности позволяют включать студентов в самостоятельную познавательную деятельность на теоретическом уровне, который характеризуется преобладанием рационального момента — понятий, теорий, законов и других форм мышления и мыслительных операций. Живое созерцание, чувственное познание здесь не устраняется, а становится подчиненным аспектом познавательного процесса. Теоретическое познание отражает явления и процессы со стороны их универсальных внутренних связей и закономерностей, постигаемых с

помощью рациональной обработки данных. Здесь происходит мысленное объединение исследуемых объектов, постижение их сущности, «внутреннего движения», законов их существования составляющих основное содержание теорий. Важнейшая задача подобных учебных средств наглядности — достижение объективной истины во всей ее конкретности и полноте содержания. При этом в структуре познавательной деятельности этих средств обучения широко используются такие познавательные приемы и средства как абстрагирование — отвлечение от ряда свойств и отношений предметов; идеализация — процесс создания чисто мысленных предметов («материальная точка», «идеальный газ», абсолютно твердое тело и т.п.); синтез — объединение полученных в результате анализа элементов в систему; дедукция — движение познания от общего к частному; восхождение от абстрактного к конкретному и др. Работа с подобными средствами наглядности позволяет выявлять специфику теоретических знаний и их преимущество перед эмпирическими знаниями.

При рассмотрении эмпирических знаний, в случае использования конкретных предметов, мы выделили основные их характеристики. Теперь имеет смысл выделить основные характеристики теоретических знаний, чтобы можно было оценить различие между теоретическими и эмпирическими знаниями:

1) Теоретические знания возникают путем анализа роли универсальных внутренних связей и закономерностей, постигаемых с помощью систем абстракций, таких как: понятия, умозаключения, законы, категории, принципы, модели и др.

2) Анализ и синтез позволяет давать целостное представление об изучаемых явлениях, которое выступает как содержательное обобщение, раскрывающее сущность явления.

3) Теоретические знания отражают внутренние отношения и связи предметов и тем самым выходят за пределы чувственных представлений.

4) Теоретические знания фиксируют связь реально существующего всеобщего отношения целостной системы с ее различными проявлениями, связь всеобщего с особенным и единичным.

5) Конкретизация теоретических знаний состоит в выведении и объяснении особенных и единичных проявлений целостной системы из ее всеобщего основания.

6) Теоретические знания выражаются, прежде всего, в способах, методах и приемах познавательной деятельности, а затем уже в различных символо-зна-ковых системах.

4. Знаково-символические средства наглядности, в которых представлена структура практических знаний, посредством которых студенты включаются в деятельность по восхождению от теоретических знаний к практическим. Использование таких наглядностей позволяет демонстрировать каким образом познание как бы вновь «опускается» к конкретному, но на качественно новой основе. Появляется возможность производить сравнение всех уровней познания (эмпирического, теоретического и практического). Студенты, благодаря таким средствам обучения, приходят к пониманию, что результирующий мысленно-конкретный образ качественно отличается от чувственно-конкретного образа тем, что он уже предстает как наполненный изученным содержанием и познанной сущностью. Таким учебным средством наглядности, например, может быть наглядность, демонстрирующая структуру познавательной деятельности, позволяющей получать уравнение Ван-дер-Ваальса, т.е. уравнение для реальных газов.

5. Знаково-символические средства, в которых пространственно-графически в условно-символической

форме отражена структура исследуемого объекта, изучаемых свойств. Такие средства наглядности позволяют раскрывать сущность отражаемого явления.

Графики — одно из нагляднейших средств выражения функциональной зависимости между величинами. Их широко используют в современной физике и технике. Поэтому важно научить студентов пользоваться графиками. Работа с графиками способствует развитию функционального мышления студентов, побуждает их к исследованию явлений с количественной стороны. Применение графической наглядности помогает овладеть графической грамотностью и более глубоко понимать количественные связи между явлениями и процессами.

В качестве примеров подобной наглядности могут выступать различного рода схемы процессов, явлений, различные графики, используемые при изучении молекулярной физики. Этот вид средств наглядности мы называем графическими средствами.

6. Знаково-символические средства наглядности, которые выступают как обозначение содержания. При этом структура изучаемого объекта скрыта. Этот вид наглядности называется знаковые средства. В качестве примеров таких средств можно привести научную математическую символику. Действительно, если, скажем, найдена адекватная физическим идеям математическая форма, то ее представление становится наглядным средством и содержательной опорой, посредством которой можно «автоматически» получать все следствия, которые вытекают из данных представлений о предмете обсуждения, положенных в основу математических уравнений.

Заметим, что такая наглядность, в которой математический аппарат адекватен физическим идеям, предохраняет от применения макроскопических аналогий там, где они уже теряют свой физический смысл, т.е. предохраняют от ошибки наглядных представлений. Поэтому наглядность такого рода мы называем математической наглядностью. В этом смысле все наглядные средства обучения могут быть разделены на два вида: 1) классические и 2) неклассические. Такое деление, на наш взгляд, оправданно по значимости этих средств наглядности. Действительно, в этом смысле существенно, что знаковые средства (его математический аппарат) автоматически дают количественную «оценку» критерия применимости классических представлений об изучаемом объекте.

7. Знаково-символические средства наглядности, которые используют новые физические образы, противоречащие классической теории макромира. Такие средства наглядности новой физики в известном смысле так же модельны, как и представления физики классической. Но «модель классической физики, в сущности, не отличается от самого явления: она «работающая модель». Модель новой физики носит более «иллюстративный» характер. Она построена из «другого материала», чем самое явление: из макроскопического материала» [5, С. 34]. Примером могут служить наглядные средства, отражающие модель молекул, атомов и составляющих их элементарных частиц. Роль таких средств наглядности заключается не только в демонстрации необычной наглядности, но в раскрытии их причины. Дело в том, что физика дает конкретные знания микромира при макроскопическом подходе к нему, с помощью макроскопических приборов, потому что сам познающий субъект является макроскопическим существом, а понятия, которыми описываются явления и процессы в микромире, в основном не новы. Объекты микромира отображаются новым взаимоисключающим применением старых понятий, взятых из макромира. При этом одно и то же физическое явление в области

микромира наглядно приходится рассматривать с точки зрения самых различных макроскопических аналогий. С позиции наглядных представлений это можно продемонстрировать следующим образом.

Среди земной фауны нет такого чудовища, как кентавр, мы не можем составить живую «работающую» модель из человека и лошади, но художественное воображение смогло создать такой образ. В микромире же нам пришлось принять как научный факт, что свойства реальной природы с «макроскопической точки зрения» описываются такими «чудовищами» как «волны-частицы», «получастицы». Такие «кентавры» не просто необходимы для истолкования физических явлений, но и приводят к открытию целого ряда новых экспериментальных фактов и поэтому органически входят в систему новых научных понятий.

Такой вид наглядности мы называем неклассической физической наглядностью.

8. Знаково-символические средства наглядности, которые представляют собой алгоритмы, т.е. предписания к выполнению отдельных операций и действий, касающихся узких и частных вопросов изучаемой темы. Такие средства обеспечивают такой порядок работы студента, который приводит к правильному результату. Подобные средства наглядности мы называем алгоритмами научения. Такие средства обучения являются чрезвычайно важными даже в условиях развития творческого мышления. В зависимости от стадии обучения возможен другой путь применения алгоритмов: студенты самостоятельно их составляют. Очевидно, что подобные средства наглядности могут использоваться для формирования различных типов мышления.

9. Знаково-символические средства наглядности, которые представляют собой алгоритмические предписания, обеспечивающие обобщение и необходимую систематизацию знаний студентов. Они получили название планов обобщенного характера. Отличительной особенностью таких средств обучения является то, что в них в логической последовательности представлены только главные и существенные этапы познавательной деятельности студентов. Это достигается тем, что в качестве компонентов обобщенного плана выступают структурные элементы системы соответствующих знаний, которые определяются на основании структурно-системного анализа объекта познавательной деятельности. Естественно, что такие средства наглядности могут быть использованы для формирования эмпирического, теоретического и практического типов мышления.

10. Знаково-символические средства наглядности, которые представляют собой структурно-логические схемы, учитывающие не только требования логики, но и диалектики. Наибольшая трудность таких СЛС состоит в том, чтобы определить композицию идей, высказанных в рамках физики и философии и найти им должную зрительную форму. Наглядность теоретического знания, выходящего на философский уровень представляет собой наибольшую ценность, если она построена методически целесообразно. Главным достоинством таких средств наглядности является выражение развития знаний и выделение различных уровней системности знаний: уровень фактов (эмпирический уровень); теории (теоретический уровень); практических знаний (практический уровень); философский (мировоззренческий, философский, методологический).

Рассматриваемые знаково-символические средства наглядности составляют содержание наших исследований.

Мы предлагаем проводить классификацию средств наглядности по их происхождению (Рис. 4), по дидактическим особенностям (Рис. 5) и по содержанию.

Схема 4

Схема 5

Классификация средств наглядности по их происхождению

Наглядные средства обучения физике

Натуральные, естественные объекты и явления

объемнообразные (модели, макеты, муляжи, технические детали, механизмы

Г рафические изображения

чертежи, разрезы, сечения, эскизы, таблицы, технические схемы

Знаковые

формулы, уравнения, мате-матичес-кий аппа-рат и др. интерпретированные

Планы познавательной деятельности

алгоритмы, обобщенные планы деятельности

Изобразительная

наглядность

схемы конкретных

предметов,

фотографии

Конкретные предметы Знаково- символические Технические

t *

Экранно-

звуковые

диапроекция,

эпипроекция

Телевизионная

наглядность

Компьютерная

наглядность

Мультимедийная наглядность

Классификация средств наглядности по дидактическим особенностям их использования

Наглядные средства обучения

Раздаточный

Рисунки

Фотогра-

фии

Приборы

Знаково-

символи-

ческие

Таблицы

Демонстрационный

Индивидуальные

Опорные

конспекты

Структурнологические схемы

Алгоритмы

Плакаты

Стенды

Структурно-

логические

схемы

Приборы

Диафильмы

Кодопленки

Мультимедиа

Учебное кино

Классификация знаково-символических средств

наглядности по их содержанию:

1.Схемы конкретных предметов для развития нагляднообразного мышления.

2.Структурные схемы для формирования и развития эмпирических знаний и соответствующего мышления.

3.Структурные схемы для формирования и развития теоретических знаний и соответствующего мышления.

4.Структурные схемы для формирования и развития практических знаний и соответствующего типа мышления.

5.Теоретические схемы для формирования эмпирических, теоретических и практических знаний и соответствующих типов мышления.

6.Схемы с неклассической физической наглядностью для развития теоретических знаний о микромире и соответствующего мышления.

Библиографический список

1.Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учеб. пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений / С.Е. Каменецкий, Н.С. Пурышева, Н.Е. Важеевская и др.; Под ред. С. Е. Каменецкого, Н.С. Пурышевой.— М: Издательский центр «Академия», 2000. — С. 154.

2.Денисов А.Е., Казанский В.М. Дидактические принципы применения средств обучения.— Киев, «Вища школа», 1982.— 52 с.

3.Дрижун И.Л. Технические средства обучения химии.— М.: Высш. шк., 1989.— 175 с.

4.МолибогА.Г. Использование ТСО в учебном процессе // Материалы Всесоюзного семинара-совещания зав. кафедрами технологии и комплексной механизации разработки торфяных месторождений.— БПИ.— Минск, 1980. — С. 46-58.

5.Марков А.А. О природе материи.— М.: Наука, 1976.— 126 с.

Статья поступила в редколлегию 27.04.07

7.Знаковые средства наглядности с математической символикой для формирования теоретических знаний и соответствующего типа мышления.

8.Схемы последовательной деятельности (алгоритм) по получению эмпирических, теоретических и практических знаний для формирования соответствующих типов мышления.

9.Обобщенные планы познавательной деятельности для формирования и развития различных типов мышления (эмпирического, теоретического и практического).

10.Структурно-логические схемы развития теоретических знаний, позволяющие выходить на философский уровень познания.