Психолого-педагогические основы формирования исследовательских умений на уроках алгебры 8 класса

Сущность понятия исследовательских умений и их особенности

В педагогической литературе были сделаны попытки выделить в отдельную группу исследовательские умения и дать им определение, а также установить могут ли исследовательские умения переходить в навыки.

Ряд исследователей (С. Рубинштейн, Е. Кабанова-Меллер, З. Решетова, В. Беспаль — ко) считают, что умение предшествует навыку. С. В. Менькова, например, отмечает что, умение — это возможность эффективно выполнять действие (деятельность) в соответствии с условиями и целями, в которых приходиться действовать [13, с. 148].

И. Лернер, М. Скаткин, Н. Ломов, К. Платонов, Л. Ительсон, А. Барабанщиков, В. Онищук придерживаются точки зрения, согласно которой умениям, особенно умениям широкого характера, всегда предшествует накопление знаний, потому они включают как звенья специальные навыки. Причем умения широкого характера не автоматизируются.

Уметь что-то сделать — значит: в зависимости от цели, имеющихся условий и последовательности с целью оптимального достижения поставленной задачи, точно выполнить действия, проконтролировать полученные и при необходимости внести коррективы в способы [21, с. 138].

Под умениями понимают: элементарный уровень выполнения действий и мастерство человека в определенной деятельности. Поэтому принято различать элементарное умение и умение-мастерство. Элементарное умение — это выполнение сложного действия для достижения поставленной цели при условиях, которые раньше не встречались, с использованием ранее приобретенных знаний и навыков. Элементарное умение образуется при первобытном применении знаний, навыков в сложной деятельности. Таким образом, элементарное умение — это несформированный навык, выполнение сложной деятельности.

Умение — синтез знаний и навыков, с помощью которых человек может обобщенно, целеустремленно, сознательно отображать действительность [20, с. 123]. В отличие от навыка умение является таким психологическим процессом, в котором ведущее место занимают процессы анализа условий, средств и способов действий.

Превращение элементарного умения в умение-мастерство проходит по законам диалектики. При выполнении определенного действия сначала формируется элементарное умение. Превращение элементарного умения в умение-мастерство возможно в следствие того, осознает ли систему действий человек, или нет. С психологической точки зрения, под умением понимают особенную деятельность, основным содержанием которой является согласованная система умственных и практических действий, направленных на достижение четко осознанной цели [5, с. 7].

Психолого-педагогические исследования показывают, что, как правило, для каждого вида экспериментальных умений действия состоят из нескольких простых операций, которые есть не что другое, как наименьший элемент умений в данный момент обучения. Операция является составной частью действия, а действие — составной частью экспериментальных умений. При этом очень важно не просто возводить понятие умения к составлению нескольких действий, потому что между действиями и операциями существуют сложные взаимосвязи. опыт показывает, что обучение учащихся выполнять отдельные операции без учета связи с действиями не позволяет полностью сформировать умения. Как правило, при этом формируются лишь простые навыки. Не все учащиеся сразу могут правильно и в необходимой последовательности выполнять все операции, которые составляют действие [14, с. 110−120].

В некоторых определениях понятие «умения» раскрывается через понятие «прием», точнее через «владение приемом». О. В. Гаврилина считает, что, «умение — это успешное выполнение какого-либо действия или сложной деятельности с применением приемов, способов. Навыком называют закрепленные, автоматизированые приемы и способы работы, которые являются составляющими моментами в сложной сознательной деятельности» [6].

По Л. Ительсону, умения — это овладение сложной системой психических и практических действий, необходимых для целесообразной регуляции деятельности знаниями и навыками, которые есть у субъекта [1, с. 44].

В «Коротком психологическом словаре» дается следующее определение термина умения: «Умение — это освоенный субъектом способ выполнения действия, который обеспечивается совокупностью приобретенных знаний и навыков. Умение формируется путем упражнений и создает возможность выполнения действия не только в привычных, но и в условиях, которые изменяются» [1, с. 65].

По мнению А. О. Карпова, умение — это способность делать что-либо или знание способа осуществления действия, в соответствии с целью и условиями, в которых придется работать. Навык — это автоматизированное действие, другими словами, это умение, которое возникло в результате многократных систематических и целеустремленных повторений свободным и экономическим способом выполнения данной операции. Навык образуются сознательно. Прикрепление навыка, а также способности пользоваться разными навыками для достижения одной и той же цели в зависимости от конкретных обстоятельств означает развитие умения, подъем его на высший уровень [11].

Л.В. Панкратова указывала на то, что под навыком следует понимать такую психическую подготовленность учащихся к выполнению определенной деятельности, когда учащийся может выполнять эту деятельность максимально точно, быстро [16]. Физиологичной основой навыка является образование динамического стереотипа, то есть стойкой системы условных рефлексов.

Навык формируется в результате многоразового повторения стандартных действий в соответствующей последовательности. Вследствие повторения эта система действий выполняется точно, быстро, при ослабленном контроле за выполнением отдельных операций со стороны сознания, то есть действия выполняются автоматически. Навык часто выступает как составляющая компонента той или другой сложной сознательной деятельности человека — умение [15, с. 32]. Ценность навыков заключается в том, что они высвобождают сознательную деятельность от регуляции элементарных отработанных актов во время решения сложных задач.

Задача приобщения школьников к исследовательской деятельности, к научному поиску наметилась в образовательной системе России на рубеже 90-х гг. XX в. Одну из ее причин назвал В. В. Давыдов, отметив, что «взрыв информации и быстрое „моральное старение“ добываемых наукой знаний делает первостепенной задачей воспитание у учащихся способности к самостоятельному и творческому усвоению все новых и новых понятий» [4, с. 21].

Актуальность и востребованность проблемы моделирования и сопровождения исследовательской деятельности школьников повлекла ее разносторонний анализ со стороны педагогов, психологов и методистов. К примеру, концептуальные основы исследовательской деятельности учащихся разрабатывались В. И. Андреевым, В. В. Давыдовым, И. А. Зимней, А. С. Обуховым; ее развивающие возможности изучали А. И. Савенков, А. Н. Поддьяков, А. В. Хуторской, а саморазвитие и творческое становление учащихся — Д. Б. Богоявленская, Н. А. Гордеева и др. В связи с изучением различных аспектов исследовательской деятельности учеными сформулировано множество определений данного феномена.

В настоящей работе условимся исходить из мнения А. И. Савенкова, полагающего, что исследовательская деятельность школьников — это «особый вид интеллектуально-творческой деятельности, порождаемый в результате функционирования механизмов поисковой активности и строящийся на базе исследовательского поведения» [12, с. 47]. Неотъемлемыми составляющими исследовательского поведения цитируемый автор считает конвергентное (связанное «. с даром решать проблему на основе логических алгоритмов, через способность к анализу и синтезу, с умением анализировать и оценивать ситуацию, вырабатывать суждения и умозаключения» [20, с. 13]) и дивергентное мышление («способность находить и формулировать проблемы, способность генерировать максимально большее количество идей в ответ на проблемную ситуацию, оригинальность, способность реагировать на ситуацию нетривиальным образом» [20, с. 13]).

Как следует из вышесказанного, сложна не только проблема моделирования и сопровождения исследовательской деятельности, но и сама ее структура. Большинство ученых особую роль в ней отводят исследовательским умениям и навыкам. Несмотря на то, что и умения, и навыки определяют способность к выполнению каких-либо действий (к осуществлению деятельности), в современной дидактике, педагогике и психологии присутствуют различные взгляды на иерархию взаимоотношений между данными понятиями. В дальнейшем будем придерживаться точки зрения, которая характеризует навык как «упрочившееся умение, доведенное до автоматизма и не нуждающееся в контроле мышления» [22, с. 17], а умение — как «способность выполнять определенные операции, реализуемую под контролем мышления и формирующуюся в результате упражнений» [19].

Основываясь на данных ранее определениях умения и навыка, отметим следующее:

• 1) ведение учебного или научного исследования всегда сопряжено с индивидуальным характером деятельности; даже коллективные исследовательские работы подразумевают, что каждый член группы обладает собственным темпом выполнения мыслительных операций, стилем изложения, пониманием проблемы и т. п.;
• 2) исследовательская деятельность по своей сути есть творческий процесс, так как результаты, получаемые в ходе ее осуществления, обладают объективной или субъективной новизной.

Поскольку творческая деятельность не может быть «автоматизирована» как это требуется для освоения навыка, при разработке методики приобщения школьников к ведению математических исследований будем исходить из формирования соответствующих умений.

Е.В. Амахина определяет исследовательские умения как «сознательное владение совокупностью операций, являющихся способами осуществления умственных и практических действий (в том числе творческих исследовательских действий), составляющих исследовательскую деятельность, успешность формирования и выполнения которых зависит от ранее приобретенных умений» [3]. Особенности исследовательских умений выделяет М. К. Алферьева в [2]:

• — они отражают уровень овладения способом действия, который выражается в готовности человека выполнять соответствующие действия;
• — формируются и проявляются в действиях, но не отождествляются с ними;
• — совершаются полностью сознательно, при осознании каждого шага выполнения действий;
• — предполагают развернутое осуществление соответствующего действия, сопровождающееся осознанием цели, способа действий и условий их выполнения; носит развернутый характер выполнения действия;
• — носят интеллектуальный характер, в процессе выполнения действия включаются в работу все важнейшие процессы сознания;
• — обладают свойством обобщенности, вследствие чего с успехом реализуются в разнообразных ситуациях: стандартных, измененных и новых.

С учетом данных особенностей под исследовательскими умениями учащихся общеобразовательных школ условимся понимать личностный опыт, выражающийся в готовности и способности субъекта выполнять операции, составляющие исследовательскую деятельность, формируемые посредством специальных упражнений и характеризующиеся наличием цели, способов деятельности и условий ее выполнения, интеллектуальным, сознательным характером, а также синтетичностью, позволяющей применять их в различных ситуациях.

Учебно-исследовательская деятельность предполагает умения учащегося поставить перед собой цель и задачи, заранее проанализировав соответствующую литературу. Исследования учащихся в определённых областях знаний, в особенности математики, подразумевают активную деятельность, дающую толчок к приобретению навыков творчества.

Д. Пойа утверждает, что именно творческая деятельность является эффективным средством для развития исследовательских и познавательных умений [7].

Такого же мнения придерживается В. А. Гусев, определяя в своих работах учебно-исследовательские умения как творчество, образующее новые знания [8].

Учебно-исследовательская работа выступает своеобразным «базисом» к выходу на ступень научной деятельности. Изучение исследовательского умения рассматривается в структуре исследовательской деятельности и относится к общеучебным умениям.

По мнению Л. В. Виноградовой, для формирования исследовательских умений необходимо развивать навыки решения «трудных задач познавательного характера, определять проблемы, связанные с практическим содержанием» [9, с. 45].

Ю.М. Колягин и В. А. Оганесян находят выражение мыслительных умений в процессе решение «нестандартных задач» [10].

Рассматривая проблему определения понятия «исследовательские умения», методисты, педагоги, психологи выделяют действия, входящие в состав умений. О. Л. Калинина считает, что это — проведение целенаправленного наблюдения, осуществление эксперимента, формулировка проблемы, выдвижение гипотезы [17]. Н. М. Мочалова к таким действиям относит: выдвижение и доказательства гипотез, умения анализировать и делать выводы, устанавливать причинно-следственные связи, планировать исследование, подбирать и использовать таблицы и другие материалы, осуществлять взаимоконтроль и самоконтроль, осуществлять перенос знаний в новую ситуацию, проводить аналогии и искать другие пути решения, оформлять результаты исследования. По мнению А. Ю. Фадеева, следующие действия определяют исследовательские умения: работа с различными источниками информации, наблюдение естественно — научных процессов и явлений и работа с их предметными и информационными моделями, постановка задачи по разрешению проблемной ситуации, формулировка гипотезы, моделирование методики опытно-экспериментальной деятельности, обоснование результатов деятельности. В. А. Гусев помимо перечисленных компонентов действий применительно к математике относит и такие, как выделение элементов задачи, нахождение фигур и выделение связей между фигурами, попадающие под данный элемент задачи, оценивание полноты и непротиворечивости связей [8].

Как отмечает Н. Талызина, существует два разных подхода к организации формирования умений. В одном из них умения не является специальным объектом изучения. Их усвоение протекает преимущественно в процессе учебной деятельности. Такой подход не всегда приводит к желаемому результату, поскольку умения остаются не достаточно сформированными. В другом случае умения выступают как предмет специального усвоения и в дальнейшем, возможно, их осознанное и произвольное использование в новых условиях [27].

А. Усова и В. Завялов предлагают считать основными критериями познавательных умений:

• 1. Полноту выполнения операций.
• 2. Последовательность их выполнения.
• 3. Степень осознанности действий и операций [9, с. 203].

На основании этих общих критериев они выделяют три основных уровня сформированности умений. Первый уровень (низкий) характеризуется непоследовательным и плохо осознанным выполнением со стороны учащихся отдельных операций. Второй уровень (средний) характеризуется недостаточно продуманными и недостаточно осознанными последовательностями выполнения операций, из которых состоит действие в целом. Третий уровень (более высокий) характеризуется полным, осознанным выполнением операций, умения найти рациональную последовательность их выполнения [12, с. 65].

А. Андреев, исходя из своего определения исследовательских умений (учебно-исследовательское умение — это умение применять прием соответствующего научного метода познания в условиях решения учебной проблемы), приводит следующие пять уровней развития учебных исследовательских умений. Первый уровень. Прием или не применяется или применяется неправильно, даже в известной для учащегося ситуации. Второй уровень. Прием применяется частично правильно в ситуации ранее известной учащемуся. Третий уровень. Прием применяется правильно в ситуации ранее известной и частично правильно в новой ситуации. На некоторых этапах про — слеживается его связь с другими приемами. Четвертый уровень. Прием используется правильно в новой ситуации в системе с другими приемами, но еще не достаточно рационально. Пятый уровень. Прием используется в новой ситуации не только правильно (в системе с другими приемами) но и рационально [14, с. 77].

Сравнивая методические и психолого-педагогические подходы к проблеме определения понятие «исследовательские умения учащихся» отметим, что взгляды ученых во многом схожи.

С учетом действий, входящих в состав умений, современные исследователи рассматривают 4 уровня исследовательских умений:

• 1) операционные (интеллектуальные) исследовательские умения;
• 2) организационные исследовательские;
• 3) исследовательские умения сотрудничества;
• 4) рефлексивные исследовательские умения [13].

По мнению ученых, операционные (интеллектуальные) исследовательские умения — это умственные приёмы и операции, необходимые для осуществления исследовательской деятельности. На этом уровне выделяют общие операционные исследовательские умения:

• • умения выдвигать и доказывать гипотезы;
• • умения устанавливать причинно-следственные связи;
• • умения анализировать условия заданной ситуации;
• • умения обобщать результаты, формулировать выводы и новые проблемы [15, с. 39].

Организационные исследовательские умения включают в себя технику самоорганизации учащегося в научной деятельности. Рассматривают такие общие умения:

• • умение поставить цель;
• • умение проводить самоанализ, самоконтроль;
• • умение планировать свою работу;
• • умение управлять своими действиями в процессе исследовательской деятельности.

Рассматривая исследовательские умения сотрудничества, ученые подразумевают коммуникативные исследовательские умения, которые включают в себя умения:

• • умение работать в группах (в коллективе);
• • умение производить взаимопомощь, взаимоконтроль и обсуждения результатов, распределять обязанности;
• • умение решать практические задачи, используя при необходимости справочники и технические средства [16].

Под рефлексивными исследовательскими умениями понимают:

• • умения рефлексивно осмысливать свои действия;
• • умения оценивать свою деятельность;
• • умения осуществлять самоконтроль в ходе работы;
• • умения оценивать промежуточные результаты и корректировать свои действия [19].

Поскольку перечень умений, которые можно причислить к исследовательским, достаточно широк, большинство ученых их объединяют в группы. Так, В. В. Краевский, А. И. Савенков, П. В. Середенко, А. А. Ушаков и др. при анализе исследовательских умений сходятся в том, что они представляют интегральное личностное образование, включающее:

• — систему образовательных ценностей, аккумулируемых в процессе обучения и используемых для расширения и углубления собственных познаний;
• — систему психологических установок, необходимых для осознания личной и общественной значимости проявлений творчества;
• — систему способов осуществления самостоятельной деятельности.

Это позволяет классифицировать исследовательские умения, выделяя в их структуре содержательный, мотивационный и операционный компоненты (первый и последний нередко объединяют).

С другой стороны, процесс ведения исследования нацеливает на анализ умений с позиции их проявления на каждом из этапов последнего (выборе области исследования, обосновании его актуальности, сбора информации, организации эксперимента, обработке и представлении полученных результатов). В таком случае среди исследовательских умений следует выделить информационные, теоретические, методологические, эмпирические и речевые. Наконец, И. А. Зимняя и Е. А. Шашенкова классифицируют исследовательские умения, выделяя интеллектуально-исследовательский, информационно-рецептивный и продуктивный аспекты исследовательской деятельности [21, с. 22−23].

Еще одну классификацию можно видеть в [18], где умения разделены по логике процесса исследовательской деятельности на ключевые и частные. Понимать ключевые умения в данном случае можно как общеучебные, умения же, составляющие операционный компонент исследовательской деятельности, следует считать частными (или специальными, характеризующими отдельную общеобразовательную дисциплину, в частности, математику). Несколько иной позиции, однако, придерживается И. А. Мельничук, утверждая, что все исследовательские умения учащихся «…являются общеучебными умениями, так как обладают свойством широкого переноса и могут эффективно использоваться при изучении всего спектра учебных дисциплин. Общие учебные умения понимаются как обобщенные способы действий, обеспечивающие умение учиться. В процессе совершенствования учебной деятельности данные группы общеучебных умений вступают во взаимодействие друг с другом, образуют взаимосвязь и становятся основой сложного новообразования — умения учиться» [20, с. 22].

В заключение отметим, что использование понятия «исследовательские умения учащихся» достаточно результативно в научных, психолого-педагогических публикациях. В настоящее время повышенный интерес ученых наблюдается к проблеме формирования исследовательских умений учащихся. Как показал анализ литературы, формирование исследовательских умений у учащихся является пропедевтикой к научно — исследовательской деятельности.