Психолого-педагогические основы применения и решения школьных задач по химии

Психологи по-разному трактуют понятие «задача», связывая его с другими родственными понятиями. По словам А.И.Леонтьева, «задача – это цель, данная в определенных условиях» [6]. При характеристике процессов мышления задачу определяют как ситуацию, в которой субъект для достижения сформулированной цели должен выяснить неизвестное на основе использования его связи с известным.

Л.М.Фридман [8] считает, что задача – это «знаковая модель проблемной ситуации». А проблемная ситуация – это интеллектуальное затруднение человека, возникающее в случае, когда он не знает, как объяснить возникшее явление, факт, процесс действительности, не может достичь цели известным ему способом действия [5]. По определению Я.А.Пономарева, «задача есть… ситуация, которая определяет действие субъекта, удовлетворяющего потребность путем изменения ситуации» [3].

Решение задач есть вид творческой деятельности, а поиск решения – процесс изобретательства. Учебную же задачу принято считать частным случаем задачи вообще.

Таким образом, основным содержанием задач являются проблемные ситуации, решение которых возможно в результате творческого поиска. При этом необходимо учитывать как специфику изучаемого предмета, так и психологические закономерности процесса решения.

На основе анализа психологической и методической литературы химической задаче можно дать такое определение:

Химическая учебная задача – это модель проблемной ситуации, решение которой требует от учащихся мыслительных и практических действий на основе знания законов, теорий и методов химии, направленная на закрепление, расширение знаний и развитие химического мышления [4].

Решение задач не самоцель, а цель и средство обучения и воспитания учащихся. В связи с этим проблема решения задач является одной из основных для дидактики, педагогической психологии и частных методик.

Сформулировать задачу, приступить к решению с пониманием ее психологической сущности означает найти проявление тех внешних обстоятельств, через которые обеспечивается умственная активность школьников. Если эти обстоятельства станут предъявляться не в виде задачи, то они не будут вызывать у учащихся необходимых усилий и ограничатся лишь фиксацией отдельных бессвязных фактов.

Трудность решения задач зависит от объективного содержания и субъективного опыта. Задачи бывают репродуктивные и продуктивные. Механизм их решения различен. Репродуктивные – это типовые задачи, при решении которых возможно применение алгоритмов. В этом случае учитель сам объясняет ход их решения.

Продуктивные – творческие задачи, в них необходимо самостоятельно найти способы решения. Для этого недостаточно организованного опыта, необходим качественно иной опыт, заключающийся в умении логически мыслить, анализировать ситуацию в способности к интуитивному решению проблемы как высшего проявления логического мышления [1].

Психологический анализ обучения свидетельствует о том, что усвоение знаний происходит в процессе активной мыслительной работы учащегося при решении им задачи через выделение существенных сторон проблемы путем анализа, абстрагирования и обобщения. Решение задач предполагает целенаправленный, научно обоснованный ход деятельности. Бессистемно отобранные задачи, не связанные с теориями и законами, не обеспечивают должного развития мышления. Необходима продуманная система последовательно усложняющихся задач, отражающих явления в их взаимосвязи и развитии. Следует обращать внимание на применение полученных знаний на практике.

Правильно подобранные задачи в соответствии с уровнем развития учащихся не только реализуют их психологический потенциал, но и мобилизуют личность в целом, охватывая эмоциональную сферу, интересы, потребности.

Решение задач с психолого-педагогической точки зрения [9]:

• учит мыслить, ориентироваться в проблемной ситуации;
• предполагает активную продуктивную деятельность с определенной глубиной, широтой и самостоятельностью решения, которая должна быть направлена на установление переноса знаний на новые объекты;
• проявлять взаимосвязь представлений и понятий;
• содействует конкретизации и упрочению знаний;
• ведет к лучшему пониманию учащимися химических явлений в свете важнейших теорий;
• позволяет установить связь химии с другими предметами, особенно с физикой и математикой;
• является средством закрепления в памяти учащихся химических законов и важнейших понятий;
• служит одним из способов учета знаний и проверки навыков, полученных в процессе изучения предмета;
• воспитывает в процессе изучения у учащихся умение использовать полученные знания для решения практических проблем, тем самым, связывая обучение с жизнью и деятельностью человека.

Как видно, учебные задачи имеют огромное развивающее значение, поэтому важно понять природу мышления и знать механизмы их решения.

Природа внимания у школьника такова, что он не способен долго концентрировать его на одном предмете. Длительное решение подряд однотипных задач приводит к тому, что учащиеся новую предложенную задачу решают по-старому, не замечая, что ситуация в целом изменилась. Они перестают видеть существо предмета, действуя по шаблону. Проявляется некая инерция мысли, трудность перехода от одних представлений к другим. Учитывая это, учитель при работе над задачами должен обращать внимание на анализ их условий. При решении новых, более сложных задач ученики часто делают ошибки в простых действиях, которые им хорошо знакомы, т.е. при концентрации умственных усилий на решение относительно новой задачи наступает ослабление остроты осознания и мышления при выполнении привычных операций. Поэтому в разборе задач нового типа нужна четкость, не многословие, нет необходимости давать слишком много объяснений, ибо может ослабить внимание. Если учащимся что-то неясно, то этот момент при разъяснении следует повторить теми же словами, что и в первый раз, изменив лишь интонацию и ритм речи.

Психологами обнаружена закономерность в поведении человека при решении задач [7]. Он разбивает задачу на некоторое число более простых, т.е. ставит перед собой промежуточные вопросы (анализ задачи). Затем приступает к очередной проверке ряда простых задач, накапливая количественную информацию. Решив их, переходит к решению сложной – синтезирует. Таким образом, задачи решаются путем анализа и синтеза в совокупности. Иногда анализ протекает в скрытом виде (решающий провел анализ быстро, незаметно для себя, по шаблону), в таком случае создается впечатление, что имеет место только синтез. Поэтому цель учителя – не только подобрать задачи к уроку, но и обдумать, как он будет обучать учащихся разбивать подобранные задачи на более простые.

Проводя исследования в области решения задач, П.Линдсей и Д.Норман пришли к выводу, что при работе над любой сложной задачей «главным фактором, определяющим ход внутренних процессов решения задач и принятия решений, являются ограниченные возможности для кратковременного хранения информации».

У человека мала емкость оперативной памяти, это накладывает определенные ограничения на структуру и степень сложности процессов мышления. При решении ему приходится контролировать продвижение процесса решения и полученные промежуточные результаты; для этого он привлекает своего рода внешнюю память: записывает, делает пометки о путях решения задач. Чтобы облегчить положение, учитель должен обучать учеников рациональным способам записи условий и решения задач [2].

При подборе задачи для устного и письменного решения учителю необходимо уметь варьировать условие задачи, учить видеть скрытые данные.

Учащиеся первоначально не умеют выполнять действия по решению задач, им помогает в этом учитель. Постепенно они приобретают соответствующие умения, именно на этом этапе у них складывается химическое мышление, умение учиться. Для формирования обобщенного способа решения типовой химической задачи учащиеся должны решить несколько аналогичных задач на закрепление.

Таким образом, регуляция хода решения задач требует сформированности логически контролируемых, осознанных мыслительных действий. Процесс мыслительной деятельности должен управляться учителем, он требует максимального учета природы процесса, согласования каждого воздействия с закономерностями его протекания, что гарантирует достижение конечной цели.