ФОРМУВАННЯ ПІЗНАВАЛЬНОГО ІНТЕРЕСУ УЧНІВ 7-9 КЛАСІВ У ПРОЦЕСІ НАВЧАННЯ ПРЕДМЕТІВ ПРИРОДНИЧО-МАТЕМАТИЧНОГО ЦИКЛУ ЗА КОМП’ЮТЕРНОЇ ПІДТРИМКИ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність проблеми дослідження, розкрито ступінь її розробленості, визначено мету, завдання, об’єкт, предмет, гіпотезу, методи, використані в ньому; висвітлено наукову новизну, теоретичне і практичне значення роботи; доведено вірогідність й обґрунтованість одержаних результатів, подано відомості про апробацію та впровадження результатів дослідження.

У першому розділі – «Теоретичні питання формування пізнавального інтересу учнів за комп’ютерної підтримки» на підставі вивчення психолого-педагогічних джерел висвітлено провідні підходи до формування пізнавального інтересу у процесі навчання; науково обґрунтовано сутність поняття «комп’ютерна підтримка», виокремлено її види, функції і режими використання в навчальному процесі; теоретично обґрунтовано способи формування пізнавального інтересу учнів підліткового віку до навчання дисциплін природничо-математичного циклу за комп’ютерної підтримки.

Проведений аналіз психолого-педагогічних досліджень свідчить про складність і багатоаспектність поняття «пізнавальний інтерес», що зумовило наявність різних підходів до його тлумачення. Пізнавальний інтерес розглядають як: складне особистісне утворення, пов’язане з різноманітними психічними процесами, у якому відображається єдність внутрішнього і зовнішнього (Л. Гордон, О. Леонтьєв, М. Левітов, С. Рубінштейн); інтегральне утворення, що спонукає особистість до постійного пошуку перетворення дійсності шляхом діяльності (Г. Щукіна); дієвий мотив навчання і навчальної діяльності (Л. Божович, Н. Бібік, В. Кузнєцов, А. Кузнєцова, Н. Морозова, С. Чуракова); стійку рису характеру школяра (Б. Ананьєв, А. Маркова, Н. Новіков); важливий засіб навчання (Ю. Бабанський, М. Ващенко, Д. Трайтак, Ю. Фільков, Г. Щукіна); потребу учня в набутті знань (В. Бондаревский, М. Данилов, Р. Лемберг, М. Скаткін, Т. Сущенко); як вибіркову спрямованість особистості на набуття знань у певній предметній галузі (М. Біляєв, О. Бодальов, Л. Божович, В. Іванов, Л. Лохвицька, В. М’ясищєв, Г. Щукіна). На останнє з наведених розумінь пізнавального інтересу ми спиралися в нашому дослідженні.

Пізнавальний інтерес є сплавом усвідомлених устремлінь і змістовної наповненості, емоційних переживань і вольових зусиль. На основі аналізу та зіставлення думок різних авторів нами було виокремлено такі компоненти пізнавального інтересу: мотиваційний, що характеризує потребу особистості в пізнавальній діяльності; інтелектуальний, що визначає її спрямованість на виявлення сутності явищ, причинно-наслідкових зв’язків; емоційний, що відбиває ставлення до об’єкта пізнавальної діяльності, до людей, які беруть участь у ній, захопленість навчальним матеріалом; вольовий, що свідчить про наполегливість, цілеспрямованість у навчанні.

У процесі розвитку пізнавальний інтерес проходить послідовні стадії: від цікавості, далі – допитливості до справжнього пізнавального і, нарешті, теоретичного інтересу, перетворюючись у стійку рису особистості, яка відбиває її жадобу до знань і захопленість пізнавальною діяльністю (Б. Ананьєва, Б. Друзь, Н. Бібік, Н. Добринін, В. Іванов, Г. Щукіна та інші).

У працях Л. Антипової, Г. Байдельнової, Н. Бібік, Л. Божович, В. Бондаревського, В. Буряка, Б. Друзя, О. Киричука, Г. Костюка, А. Маркової, Н. Менчинської, Н. Морозової, Г. Щукіної та інших висвітлено етапи формування пізнавального інтересу (підготовка ґрунту; створення позитивного ставлення до навчального предмета і до навчальної діяльності; організація навчальної діяльності, у процесі якої формується справжній пізнавальний інтерес) і визначено основні шляхи його формування: через зміст навчального матеріалу (новизну, виразність подання, вплив на емоційну сферу учня тощо); через організацію і характер протікання пізнавальної діяльності (створення проблемних ситуацій, залучення учнів до самостійної практичної, зокрема дослідницької, творчої діяльності тощо); через відносини між учасниками навчального процесу (створення атмосфери успіху, співробітництва тощо).

Реалізація окреслених шляхів формування пізнавального інтересу учнів у практиці навчання спирається на застосування різноманітних педагогічних методів, прийомів та засобів. В умовах сучасної інформатизованої школи цей педагогічний арсенал включає і використання комп’ютерної підтримки.

Поняття «комп’ютерна підтримка» увійшло в науковий обіг з середини 90-х років минулого століття. Аналіз праць, присвячених проблемам ефективного застосування інформаційно-комунікаційних технологій у навчальному процесі (О. Аврамова, В. Беспалько, Б. Гершунський, Ю. Дорошенко, М. Жалдак, Ю. Жук, Н. Морзе, Р. Клейман, Ю. Машбиць, С.  Раков, І. Роберт, Л. Савєльєва та інші), засвідчив, що словосполучення «за комп’ютерної підтримки» використовується як синонімічне до «за допомогою комп’ютера», «із застосуванням інформаційних технологій». Поняття «комп’ютерна підтримка» найчастіше вживають у такому контексті: «комп’ютерна підтримка навчального процесу», «комп’ютерна підтримка навчання (предмету)», «комп’ютерна підтримка навчальних досліджень (самостійної роботи тощо)», «комп’ютерна підтримка уроку». Комп’ютерну підтримку тлумачать як: «комплекс педагогічних прийомів з використанням комп’ютерної техніки, спрямованих на підвищення ефективності навчання і полегшення праці педагога» (О. Цвирко, Н. Цвирко); «засіб створення дидактично активного середовища, що сприяє продуктивній пізнавальній діяльності учнів у ході засвоєння нового і розвитку їхнього мислення» (Т. Ільясова); «сукупність використовуваних у навчальному процесі педагогічних програмних засобів» (В. Мороз); «один з аспектів комп’ютеризації освіти» (О. Аврамова) та ін. Попри наявні розбіжності, всі дослідники дотримуються спільної думки про те, що комп’ютерна підтримка насамперед означає застосування інформаційних технологій в освітньому процесі з метою підвищення його ефективності.

Незважаючи на те, що розглядуване поняття сьогодні застосовується в багатьох дослідженнях, воно не є усталеним і потребує теоретичного обґрунтування. У дисертації показано, що комп’ютерну підтримку можна розглядати на різних рівнях: на рівні навчального процесу в освітньому закладі (у такому випадку підтримка стосується всіх аспектів діяльності закладу, включаючи управлінську, організаційну та ін.); на рівні навчання предметної дисципліни; на рівні певного виду предметної діяльності учня (дослідницької, тренувальної, самостійної, самоконтролю та ін.); на рівні діяльності в конкретному комп’ютерному середовищі (програмно реалізована система підтримки користувача). У руслі нашого дослідження ми зосередилися на розгляді комп’ютерної підтримки навчання предметної дисципліни.

На основі вивчення досліджень з проблем інформатизації навчання, а також надбань психолого-педагогічної теорії з розвитку концепції педагогічної підтримки (Т. Анохіна, В. Бедерханова, О. Газман, Г. Коджаспірова, О. Коджаспіров, Н. Михайлова, Т. Строкова, І. Фрумін, С. Юсфін, І. Якиманська та інші), нами було обґрунтовано сутність поняття «комп’ютерна підтримка» як заздалегідь спроектованого вчителем використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій для допомоги в досягненні поставленої ним педагогічної мети.

На підставі проведеного аналізу потенційних можливостей, які привнесли в навчальний процес зазначені технології, у дисертації виокремлено основні види комп’ютерної підтримки за характером надаваної допомоги: інформаційна (можливість використання наявного фонду електронних інформаційних ресурсів); програмна (можливість використання прикладних програмних засобів різноманітного призначення); комунікаційна (можливість застосування технологій комп’ютерного зв’язку), а також визначено функції комп’ютерної підтримки в навчальному процесі:

·              інформаційну (розширення інформаційного простору навчального процесу за рахунок доступу до світових інформаційних ресурсів мережі Інтернет, до інформації, що зберігається на електронних носіях, одержана з цифрових пристроїв тощо);

·              інструментальну (збагачення навчальної, дослідницької, творчої предметної діяльності учня новітніми потужними інструментами, доступними в он-лайновому режимі (віртуальні мікроскопи, телескопи) або реалізованими в комп’ютерних предметних середовищах);

·              моделювання (використання інтерактивних мультимедійних моделей природних та уявних об’єктів, фізичних і хімічних явищ та процесів тощо для організації навчально-дослідницької та й інших видів діяльності учнів);

·              візуалізації (наочне подання різноманітних об’єктів вивчення, зокрема й абстрактних, відображення взаємозв’язків і взаємозалежностей у їх динаміці з використанням високоякісної тривимірної графіки, анімації, відео та аудіо супроводу);

·              автоматизації (автоматизація окремих фаз навчального процесу - оцінювання навчальних досягнень учнів, відпрацювання репродуктивних умінь, засвоєння алгоритмів розв’язання типових задач тощо);

·              комунікативну (реалізація колективних форм організації навчальної діяльності, зокрема з віддаленими учасниками навчального процесу тощо);

·              аналітичну (нагромадження даних результативності навчального процесу, їх статистичний аналіз, одержання прогностичних показників тощо).

Визначено основні режими використання комп’ютерної підтримки в навчальному процесі, кожному з яких відповідає певна схема організації заняття (І. Городинський, Е. Скибицький): автономний режим, де застосовується схема «учень-комп’ютер», опосередкований, якому відповідає схема «вчитель-учень-комп’ютер»; допоміжний, де використовується схема «вчитель-комп’ютер-група учнів». Схарактеризовано типове технічне і програмне забезпечення, що застосовується в кожному з перелічених режимів.

В обґрунтуванні способів формування пізнавального інтересу учнів до предметів природничо-математичного циклу за комп’ютерної підтримки ми виходили з її функцій у навчальному процесі, специфіки зазначених предметів і психофізіологічних особливостей школярів підліткового віку.

Специфіка природничо-математичних дисциплін полягає в тому, що базові знання й уміння, які формуються під час вивчення, є значимими як для створення у свідомості учня єдиної наукової картини навколишнього світу, так і для застосування в життєвих ситуаціях, у технічній та практичній діяльності сучасної людини; у цих дисциплінах широко використовуються уявні поняття й абстракції, знакова символіка й математичний апарат; провідними методами пізнання у природничих науках виступають спостереження й експеримент.

Разом з тим більшість об’єктів вивчення і втілення знань про них у реальну практику людства не можуть бути безпосередньо продемонстровані учням за об’єктивних причин (це стосується об’єктів мікросвіту й макросвіту, а також таких, що не відтворюються у штучних умовах; надзвичайно стрімкоплинних і, навпаки, занадто повільних процесів; екологічно небезпечних явищ тощо). Проведення демонстраційних і лабораторних експериментів обмежують часові рамки уроку; потреба в рідкісних або дорогих речовинах, у спеціалізованому або унікальному обладнанні; вимоги техніки безпеки; необхідність дотримання специфічних умов для демонстрації об’єкту, які неможливо або важко реалізувати в шкільних приміщеннях; неприпустимість експериментування на живих організмах; загальна недостатність шкільної матеріальної бази і т. ін. Традиційне використання статичних схем для унаочнення навчального матеріалу й візуалізації уявних понять та абстракцій не сприяє усвідомленому сприйняттю їх учнями.

Зазначені вище утруднення значною мірою можуть бути скомпенсовані за рахунок використання комп’ютерної підтримки в навчанні предметів природничо-математичного циклу, зокрема з опорою на такі її функції, як візуалізації, моделювання, інформаційну й інструментальну.

Вивчення психофізіологічних особливостей учнів підліткового віку показало, що важливими для зазначеної категорії школярів є: опора в поданні навчального матеріалу на образно-емоційний компонент мислення, інтуїцію та уяву учня; надання йому можливості самостійно переконатися в наявності тих чи інших властивостей об’єкта вивчення, тому що підліткам притаманна критичність, небажання приймати щось на віру; акцентування на практичному компоненті навчальної діяльності, зокрема на експериментуванні, оскільки саме така діяльність їх приваблює; розкриття реальної значущості предметних знань і вмінь, без чого навчання для підлітка втрачає сенс. Психологи відзначають, що велику роль у формуванні пізнавального інтересу учнів відіграють: наочне відображення сутності об’єкта вивчення (Т. Рібо, В. Мухіна), надання учневі можливості виконувати дії з цим об’єктом, набувати власного досвіду чуттєвого ознайомлення з ним через відчуття, сприйняття, спостереження (О. Леонтьєв, С. Рубінштейн, М. Левітов); висвітлення життєвої значущості оволодіння предметними знаннями і вміннями (Ш. Амонашвілі, Ж. Піаже).

З урахуванням вищезазначеного нами було запропоновано такі способи формування пізнавального інтересу учнів основної школи до предметів природничо-математичного циклу за комп’ютерної підтримки, а саме:

·        застосування мультимедійної презентації об’єкта вивчення на етапі подання навчального матеріалу. Інтегроване використання виразних засобів комп’ютерної тривимірної графіки, анімації, відео та звуку для первісного ознайомлення учнів з тим, що вивчатиметься на уроці, дає змогу здійснити комплексний вплив на чуттєвий апарат та емоційну сферу учня, реалізувати ефект несподіваності, здивування, викликати цікавість учня. Цей спосіб спирається на функцію візуалізації та інформаційну функцію комп’ютерної підтримки і передбачає допоміжний режим її використання;

·        організація роботи учнів з інтерактивною комп’ютерною моделлю об’єкта вивчення на етапі засвоєння навчального матеріалу. Така робота сприяє розвитку допитливості учня, який одержує можливість дізнаватися, «що буде, якщо…», і на основі власних дослідів і спостережень набувати уявлень про властивості об’єкта. Цей спосіб спирається на функцію моделювання й інструментальну функцію комп’ютерної підтримки та її застосування в опосередкованому режимі;

·        використання електронних ресурсів для постановки задач на реальних ситуаціях і даних на етапі закріплення навчального матеріалу. Залучення учнів до розв’язання задач, складених на фактах навколишнього світу, сьогодення, на матеріалах першоджерел, із застосуванням різноманітних інформаційних ресурсів , зокрема розміщених у мережі Інтернет, сприяє розкриттю значимості предметних знань та вмінь і стимулює учнів до свідомого оволодіння ними. Цей спосіб спирається на інформаційну та інструментальну функції комп’ютерної підтримки і її застосування в автономному режимі.

Таким чином, на підставі аналізу надбань психолого-педагогічної науки і практики з вирішення проблеми формування пізнавального інтересу учнів, з’ясування сутності, видів і функцій комп’ютерної підтримки, режимів і схем її використання в навчальному процесі, а також з урахуванням специфіки предметів природничо-математичного циклу та психофізіологічних особливостей школярів підліткового віку нами було обґрунтовано способи формування пізнавального інтересу учнів 7-9-х класів до зазначених предметів за комп’ютерної підтримки.

У другому розділі – «Експериментальна перевірка способів формування пізнавального інтересу учнів за комп’ютерної підтримки» –висвітлено загальні питання організації і проведення педагогічного експерименту, наведено результати дослідження та здійснено їх аналіз.

В експериментальній роботі ми спиралися на засади організації і проведення педагогічних досліджень, подані в працях Т. Агапової, Ю. Бабанського, В. Євдокимова, Т. Ільїної, І. Лернера, В. Налімова, М.Скаткіна та інших.

Мета педагогічного експерименту полягала в перевірці ефективності запропонованих способів формування пізнавального інтересу учнів до дисциплін природничо-математичного циклу.

Для визначення рівня сформованості пізнавального інтересу учнів було уточнено такі критерії: потреба в навчальній діяльності, ставлення до предмету, тривалість і стійкість інтересу до предмету (мотиваційний компонент); характер запитань та активність учня, вміння оперувати набутими знаннями, рівень і якість виконання завдання (інтелектуальний компонент); реакція на зовнішні подразники, самостійність і націленість на виконання завдання (вольовий компонент); емоційні прояви, поведінка на уроці (емоційний компонент); виділено і схарактеризовано три рівні сформованості пізнавального інтересу (високий, середній, низький); розроблено відповідні показники для кожного з них. Високий рівень характеризується: постійним прагненням учня пізнати нове, невідоме; позитивним ставленням до предмету; прагненням знайти додаткові відомості з нового матеріалу; спрямованістю запитань на встановлення першопричин; бажанням виконувати завдання дослідницького та творчого характеру; самостійним виконанням завдань; прагненням до подолання труднощів; відсутністю реакції на зовнішні подразники протягом уроку; захопленістю роботою та ін. Середньому рівню притаманні: нестабільна потреба в пізнанні нового; переважно байдуже ставлення до предмету; спрямованість запитань на з’ясування незрозумілого; віддання переваги виконанню завдань за зразком, а не тим, що потребують здогадки; потреба в допомозі в разі виникнення труднощів; реакція на зовнішні подразники на уроці та ін. Низький рівень характеризується: відсутністю потреби в пізнанні нового; негативним ставленням до предмету; уникненням участі в обговоренні піднятих на уроці питань; виконанням завдання шляхом переписування з дошки; припиненням виконання завдання під час виникнення труднощів; постійною реакцією на зовнішні подразники; проявом нудьги та байдужості на уроці та ін.

Виходячи з того, що тільки за наявності пізнавального інтересу процес навчання набуває для учня особистісної значущості, і стає можливим не формальне, а дійсне, усвідомлене засвоєння ним змісту навчання (О. Леонтьєв), набуття вмінь вільно оперувати знаннями, застосовувати їх до розв’язання завдань практичного, життєвого характеру, ми віднесли до критеріїв ефективності розроблених способів також рівень навчальних досягнень учнів, усвідомленість і дієвість їхніх знань.

Педагогічний експеримент було проведено на базі загальноосвітніх шкіл м. Харкова №№ 38, 16, 17, 62 протягом 2003-2007 навчальних років у процесі навчання математики і фізики. Вибіркову сукупність склали 150 учнів.

Вибираючи зазначені дисципліни для проведення експерименту, ми спиралися на те, що математика є базисною для всіх предметів природничо-математичного циклу, а фізика формує ключові основи світогляду особистості і виступає базисною для хімії, біології, географії (В. Монахов). Крім того, було враховано особливості математики, яка використовує абстракції і логіку доведень, а також фізики, провідним методом якої є експеримент.

Для впровадження запропонованих способів формування пізнавального інтересу у процес навчання нами було розроблено комплект дидактичних і методичних матеріалів, до складу якого увійшли: добірка програмних засобів, колекція посилань на сайти Інтернет, рекомендації для вчителів щодо практичної організації роботи з учнями на уроці під час використання кожного способу окремо й усіх у комплексі.

Перевірка розроблених способів здійснювалась у 4-х експериментальних групах учнів Е1, Е-2, Е-3, Е-4. У контрольній групі К навчання школярів відбувалося за традиційними методиками.

У групі Е-1 на етапі подання навчального матеріалу було застосовано мультимедійну презентацію об’єкта вивчення, для чого було підібрано ілюстративні матеріали та відеосюжети з тим, щоб з самого початку викладу нового матеріалу викликати в учнів ситуативну зацікавленість, заінтригувати їх, привернути увагу до того, що буде вивчатися, створити атмосферу захоплення як основу емоційного тону уроку. Для підготовки презентацій ми використовували ресурси мережі Інтернет (http://blog.arbuz.uz/, http://www.etudes.ru/, http://www.liveleak.com/, http://repka.tv/search, http://drevoznanij.info/node/, http://www.youtube.com/ та інші), науково-популярні відеофільми серії Discovery тощо. Так, наприклад, перед викладом теми «Тепловий рух атомів і молекул» учням було продемонстровано інтенсивність хаотичного руху мікрочастинок із застосуванням віртуального мікроскопу; вивченню теми «Електромагнітні явища та їх застосування» передувало ознайомлення учнів з відеозйомками фізичних фокусів, заснованих на використанні магнітних властивостей речовин. У використанні презентацій ми намагалися уникнути розважальності й перебільшення, що могло б спричинити зворотний ефект – спрямувати увагу учнів на другорядні деталі або зовсім відволікти їх від теми уроку.

Учні групи Е-2 залучалися до роботи з інтерактивною комп’ютерною моделлю об’єкта вивчення. З цією метою нами були використано такі педагогічні програмні засоби, як «Віртуальна фізична лабораторія. Фізика 7-9 класи», «Відкрита фізика 2.5», «Interactive Physics», «KursFiziki», «GRAN», «DG», «GeoGebra» «Відкрита математика 2.5», «KursMatematikі» та інші, а також моделі, представлені на освітніх сайтах мережі Інтернет (http://allfreeware.ru, http://www.school.edu.ru/, http://experiment.edu.ru/, http://mathworld.wolfram.com/, http://www.analyzemath.com/ та інших). Робота учнів з моделлю спрямовувалася на виявлення певних закономірностей і властивостей об’єкта, коригувалася вчителем через поради, запитання з тим, щоб у відведений час кожний учень досяг бажаного результату.

Учні групи Е-3 на етапі закріплення навчального матеріалу залучалися до розв’язання задач, поставлених на ситуаціях і даних з реального життя. Для цього були використані електронні ресурси (першоджерела, оригінальні матеріали тощо) мережі Інтернет, а також спеціально підготовлені відеосюжети. Наприклад, було складено цикл задач з математики із застосуванням розташованих в Інтернеті супутникових зйомок Землі («Google Earth»), температурних даних, розміщених на метеопорталах (http://meteo.paraplan.net/, http://meteoweb.ru/). Учні залучалися як до розв’язання таких задач, так і до їх складання на базі представленого матеріалу.

У групі Е-4 було впроваджено комплексно всі три запропоновані способи формування пізнавального інтересу учнів. Зазначимо, що в усіх експериментальних групах було приділено увагу створенню на уроці атмосфери співробітництва, а також сприянню успішному виконанню поставлених завдань кожним учнем.