Системный подход в обучении (на примере преподавания географии в средней школе)

Федеральные государственные образовательные стандарты 2010 года в сфере среднего общего образования нацелены на переход к системно-деятельностному подходу в обучении. Первое слово в названии подхода и определяет актуальность изучения в теории и применения на практике системного подхода в обучении. В рамках данного подхода окружающий нас мир воспринимается как система, которая, во-первых: состоит из подсистем и элементов, во-вторых: характеризуется обобщенными признаками, принципами и закономерностями, сформулированными в диалектике и в системном анализе [1, 2]. В переводе с греческого слово «система» означает «целое, составленное из частей, соединение». Дать полное научное определение понятию «система» можно в несколько этапов.

Этап № 1. Выделение элементов. Примеров системы можно привести бесконечное множество. Например, в качестве системы можно рассмотреть шариковую ручку. Шариковая ручка состоит из нескольких отдельных элементов: колпачок, нижняя и верхняя части корпуса, соединенные между собой резьбой, стержень. Основным свойством системы можно считать наличие в ней отдельных элементов. На первом этапе система может быть определена как совокупность элементов.

Понятие «элемент» относительно. Так, систему можно разбить на несколько элементов, но при более детальном исследовании каждый этот элемент можно рассматривать как отдельную систему, состоящую, в свою очередь, из более мелких элементов. Решение о том, считать ли исследуемый объект системой или элементом, зависит от масштаба проводимого исследования и от задач, которые стоят перед исследователем. Исследователь сам выбирает, что ему считать системой, а что элементом.

Этап № 2. Определение связей. Колпачок, две части корпуса и стержень, лежащие на столе, — всего лишь детали ручки. Ручкой эти детали становятся тогда, когда они соединяются (связываются) между собой. Ручкой их делают связи. Все элементы системы должны быть связаны друг с другом, в противном случае нельзя говорить, что данная система существует. Поэтому можно говорить о том, что система — это совокупность элементов, соединённых между собой связями.

Связи могут быть вещественными, информационными и т. д. В большинстве случаев связи не представляют собой каких-то строительных конструкций, соединяющих элементы между собой, а являются процессами. То есть связь — это, по сути, процесс, протекающий между двумя элементами, это переход от одного элемента к другому вещества, либо энергии, либо вещества или энергии, которые представляют собой информационный сигнал.

Этап № 3. Определение структуры. Связи системы должны быть определенным образом упорядочены. Связями не соединяются любой элемент с любым. Связи устанавливаются между элементами по некоторой единой схеме. Все части разобранной ручки можно было бы связать ниткой. Они тоже были бы взаимосвязаны, но связи не были бы упорядочены по принципу системы «ручка», и ручка бы не имела нужных нам качеств. Фактически она бы не была бы ручкой, а уже являлась другой системой, например гирляндой из деталей ручки. Чтобы получить шариковую ручку, нам нужно соединить детали (организовать, создать структуру, осуществить организацию) определенным образом, по определенной схеме. Стержень вставляется в нижнюю часть корпуса (создаем связь между стержнем и корпусом). Верхнюю часть корпуса накручиваем на резьбу нижней части корпуса (создаем связь между двумя частями корпуса). На нижнюю часть корпуса надеваем колпачок (создаем связь между колпачком и нижней частью корпуса). Все связи у нас выстроены в определенной последовательности, а не случайно, и ручка имеет структуру.

Поэтому мы можем говорить о том, что система — это совокупность элементов, соединенных между собой связями, которые определенным образом организованы в структуру.

Определение системы дополняется в науке теоретическим анализом понятия «структура». Структуру подразделяют на горизонтальную и вертикальную. Выделение вертикальной структуры позволяет выделить и начать изучать иерархию, связи управления и самоуправления. Однако, при организации учебного процесса на основе системного подхода, возможно и не требуется такого глубокого знания понятия «система».

Этап № 4. Определение эмерджентности. Ни колпачок, ни корпус, ни стержень не способны обеспечить комфортное и красивое написание некоторого текста. Собранные все вместе и соединенные связями, организованными в определенную структуру, все перечисленные элементы, став системой «ручкой», становятся способными к использованию в написании текстов.

Определенным образом упорядоченные связи приводят к возникновению у системы таких качеств, которых нет у ее отдельных частей. Наличие у системы интегративных качеств, т. е. качеств, присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности, часто называют эффектом эмерджентности. В последнее время все чаще используется термин «синергетический эффект». Синергетический эффект — это и есть та цель, ради которой создается система.

Собрав определения системы всех четырёх этапов воедино, мы получим общее определение: система — это совокупность элементов, соединенных между собой связями, которые определенным образом организованны в структуру, вызывающую синергетический (эмерджентный) эффект (придающую системе интегративные свойства).

Умение видеть связи, умение целостно и в комплексе изучать тот или иной объект — важный навык для освоения любой школьной дисциплины. Однако, необходимость учёта сразу такого большого количества крайне разнообразных факторов, влияющих на объект изучение, как в географии, пожалуй, не встречается больше ни в одном школьном предмете. Например, для объяснения климата территории привлекаются знания об образовании и движении воздушных масс, о земной поверхности, над которой воздушные массы образовывались, о морских течениях, о рельефе. Неумение, как учителем, так и самими учениками системно выстроить информацию о климатообразующих факторах, может стать непреодолимым препятствием на пути к пониманию темы урока.

Взяв за основу системный анализ, при подготовке к уроку учитель может выделить элементы, определить связи между ними, описать структуру и получить в результате схему процесса климатообразования (рис. 1).

системный обучение система структура.

Рис. 1 Схема процесса климатообразования

Схема на рис. 1 поможет нам выстроить содержание темы так, чтобы оно было удобно для восприятия учащимися. Источником энергии, приводящей в движение процесс климатообразования, является Солнце. Но радиация, идущая с Солнца, распределяется по территории и акватории Земли неравномерно. Земля движется по орбите, наклоняясь ближе к Солнцу то Северным, то Южным полушарием. Земля вращается вокруг своей оси, поворачиваясь к Солнцу то Восточным, то Западным полушарием. Наконец, Земля имеет шарообразную форму, из-за которой большая часть энергии достаётся приэкваториальным территориям, меньшая полярным областям, и в целом количество получаемой земной поверхностью солнечной энергии убывает от экватора к полюсам. Таким образом, форма Земли, движение её по орбите и вокруг своей оси являются причиной неравномерного распределения солнечной энергии по поверхности Земли. Далее в процесс перераспределения энергии вступает земная поверхность. То, как она участвует в формировании климата, также можно отразить в виде системы, схематично изображённой на рис. 2.

Рис. 2 Участие земной поверхности в формировании воздушных масс и областей давления

Над океаном образуется влажный воздух, над сушей — сухой. Суша летом быстро нагревается, но и быстро остывает, нагревая прилегающие слои воздуха. Летом над сушей формируется тёплый, сухой воздух. Океан летом прогревается долго и очень плохо отдаёт тепло прилегающим слоям воздуха. Над океаном летом формируется холодный влажный воздух. Зимой ситуация меняется. Энергия не поступает к суше, и суша не прогревает прилегающие слои воздуха. Воздух над сушей выхолаживается. Энергия не поступает и к воде океана. Но океан может отдавать прилегающим слоям воздуха то тепло, которое он накопил за лето. Над океаном образуется тёплый влажный воздух. Таким образом, земная поверхность, которая бывает двух основных видов: суша и океан, принимает непосредственное участие в формировании воздушных масс, от которых и зависит погода той или иной местности. Однако погода определяется не той воздушной массой, которая в этой же местности сформировалась, а воздушной массой, принесённой ветром, порожденным разностью давления в атмосфере. Как возникают области давления, хорошо демонстрирует уже знакомая схема на рис. 2. Важно, устанавливая междисциплинарную связь с физикой, объяснить учащимся связь между температурой и давлением, напомнить, что температура — это скорость движения молекул, а давление — это число ударов молекул о единичную поверхность. Чем теплее воздух, тем быстрее движутся молекулы, тем больший объём занимает воздух. Грубо, но доходчиво, можно сказать, что молекулы далеко разлетаются друг от друга, и число молекул ударяющихся о единичную поверхность становится маленьким, давление уменьшается. В холодном воздухе молекулы движутся медленно, они собираются вместе, и поскольку на единичную поверхность их приходится больше, давят они сильнее. Холодный воздух всегда тяжелее тёплого. Таким образом, из-за температуры в атмосфере образуются области высокого и низкого давления. Воздух начинает двигаться из области высокого давления в область низкого давления, отклоняясь под влиянием силы Кориолиса в Северном полушарии влево, в Южном — вправо. В результате движения воздуха на некоторую территорию приходит некоторая воздушная масса. Она может быть влажной и тёплой, может быть холодной и сухой. Какими свойствами обладает пришедшая воздушная масса, такими свойствами будет обладать и погода. Можно сказать, что погода — это свойства воздушных масс, или состояние воздушной массы, или состояние атмосферы над данной территорией в данный момент времени. А вот смена этих состояний в среднем в течение года от зимы к лету, от осени к весне — это климат. Климат — это многолетний режим погоды, как она меняется в среднем за год на основе данных полученных за много лет. Таким образом, если мы будем постепенно идти от элемента «Солнечная радиация» к элементу «Климат», изучая все элементы один за другим, мы сможем сложить в уме схему процесса климатообразования [3].

В процессе своего развития ребёнок взрослеет. А по мере взросления уходит на второй план эйдетическая память и эйдетическое мышление, усиливается память ассоциативная и ассоциативное мышление. Для человека с ассоциативным мышлением и ассоциативной памятью информация, выстроенная в виде системной модели, является естественной. Системно выстроенная информация — это естественная адекватная среда для человека с ассоциативным мышлением. Но вот вопрос: не помогает ли эта среда человеку с развивающимся ассоциативным мышлением ещё быстрее снизить роль эйдетической памяти в своём сознании, ещё быстрее избавиться вместе с эйдетической памятью от весьма полезных способностей. Пожалуй, что и с этой проблемой способен справиться системный подход, предлагая не просто системное изложение материала, но его визуализацию в виде схематических моделей. Системное изложение материала, наполненное образами, позволит не только развить ассоциативное мышление, но и сохранить эйдетическое. Каждый преподаватель может сформировать собственную точку зрения на системный подход в преподавании, проведя педагогический эксперимент, в котором учащимся для изучения будет предложен материал обычный (традиционный) и выстроенный на основе принципов системного анализа.

• 1. Мохначёв С. А. О системном подходе в преподавании экономических дисциплин // Проблемы многоуровневого высшего образования. Тезисы докладов восьмой Международной научно-методической конференции. Н. Новгород: Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, 2000.
• 2. Сомкин А. А. Системный подход и актуальные проблемы современного образования (социально-философский анализ) // Интеграция образования, № 2, с. 107 — 111, 2008 г. Саранск: МГУ им. Огарёва.
• 3. Кучина О. В. Методические проблемы в изучении темы «Атмосфера. Климаты Земли» // География в школе, № 8, 2007. М.: Изд-во «Школьная пресса».