The role of problem-solving technology in the development of students’ competences (on the example of geography course)

Проблемам развития компетенций обучающихся посвящено немало работ. Так, например, в научной электронной библиотеке elibrary.ru за последние 5 лет можно найти около 50 000 статей и диссертаций, посвященных формированию и развитию универсальных учебных действий или компетенций учащихся. Это объясняется тем, что актуальной задачей образования в соответствии с требованиями новых образовательных стандартов основного общего образования становится создание условий для овладения обучающимися теми или иными предметными действиями и, как следствие, компетенциями в процессе обучения ^[2].

Однако, результаты международных и российских мониторинговых исследований качества образования, говорят о том, что большинство учащихся испытывают трудности в решении задач, проверяющих как предметные, так и метапредметные результаты обучения. Так, например, по результатам международного исследования PISA, которое оценивает образовательные достижения учащихся, показатели естественнонаучной грамотности российских школьников ниже среднемирового уровня ^[6]. По результатам ЕГЭ по географии 2016 года были выявлены трудности обучающихся, связанные как со слабым владением ими понятийным аппаратом физической географии, так и недостаточной сформированностью метапредметных умений ^[1].

Ряд исследователей (В. П. Беспалько, А. А. Вербицкий, В. В. Гузеев, Г. К. Селевко и др.), анализирующих результаты обучения и критерии их эффективности, предлагают использование в процессе обучения образовательных технологий. Имеются исследования по отдельным технологиям обучения: технология концентрированного обучения (Г. И. Ибрагимов), технология индивидуализации обучения (Инге Унт, А. С. Границкая, В. Д. Шадриков) технология проблемного обучения (Т. В. Кудрявцев, И. Я. Лернер, А. М. Матюшкин, М. И. Махмутов и др.) и др.

В нашем исследовании мы рассматриваем проблемно–задачную технологию обучения. Эта технология возникла на основе интеграции форм и методов проблемного обучения ^[5]. Особенностью проблемно–задачной технологии является то, что учебный процесс выстраивается через систему учебных задач, при котором новое знание для учащегося представлено как «неготовое». Однако исследователи по–разному описывают реализацию проблемно–задачной технологии. Главное отличие заключается в деятельности учащихся в рамках рассматриваемой технологии.  Так, И. А. Каминская предполагает, что деятельность учащихся заключается не только в решении задач как таковых. Учащиеся учатся выявлять метод решения задачи, описывать «маршрут» получения знания, отделять способ решения от результата, и, самое важное – анализировать свою учебную деятельность ^[5]. В. А. Львовский рассматривает проблемно–задачную технологию как форму организации образовательной деятельности по освоению обучающимися деятельностного содержания образования ^[10]. В нашем исследовании мы опираемся на последний подход. Цель данной статьи – показать роль проблемно– задачной организации учебного процесса в обновлении содержания учебных предметов (на примере географии) как необходимого условия для развития компетенций обучающихся. В работе использованы метод исследования первоисточников, включая контент–анализ, метод формирующего эксперимента.

Основные понятия, используемые в проблемно-задачной технологии, это «задача», «проблема» и «средство».

Под задачей мы понимаем такое описание ситуации (например, проблемной), которое обеспечивает обучающимся самостоятельный поиск и открытие средств и способов её решения. Задача должна быть понятна учащимся, т. е. находится в границах непосредственного жизненного опыта, опираться на него. Учитель создает ситуацию вовлечения учащихся в процесс решения задачи и порождения нового знания. В процессе решения задачи может быть обнаружено противоречие между полученным и желаемым результатом ^[9].

Проблема является пусковым механизмом, исходной точкой в процессе учебного познания. В своей работе В. Т. Кудрявцев характеризует проблему как «отражение в сознании субъекта диалектического противоречия, по логике которого разворачивается структура любого объекта. Наличие противоречия в составе объекта приводит к проблематизации этого объекта в человеческом сознании, ввергает человека в состояние неопределенности, толкает его на активный поиск способа разрешения возникшей проблемы, которым он изначально не располагает» ^[7].  В процессе решения задачи может быть обнаружено противоречие между полученным и желаемым результатом, поэтому противоречие не всегда тождественно задаче. В результате решения задачи, учащиеся открывают для себя новое «культурное средство» (Л. С. Выготский) ^[4]. Культурные средства – это обобщенные способы умственных действий, закрепленные в различных знаковых структурах (язык, схемы, символы, тексты и т.п.) ^[11].

В рассматриваемой технологии можно условно выделить несколько этапов. На первом этапе перед обучающимися ставится новая задача, решая которую они демонстрируют ошибочное «натуральное» действие (учащиеся попадаются в «ловушку», специально расставленную учителем). На втором этапе, который можно назвать проблематизацией, учитель сталкивает различные точки зрения, поддерживая ошибочное мнение, делает более ярким и явным ошибочное решение.  На третьем этапе в результате совместного обсуждения рождается и оформляется в виде знакового средства новое «культурное» действие, в результате которого и появляется средство ^[10].

Модель проблемно–задачной организации образовательной деятельности можно представить в схемо–графической форме (рис. 1)

Рис. 1. Модель проблемно–задачной организации образовательной деятельности

Рассмотрим на примере учебного предмета географии 6 класса темы «Масштаб» реализацию проблемно–задачной технологии. На предыдущем этапе учащиеся освоили способы точного определения направления на местности и его точного изображения на бумаге в виде схемы или плана. Одним из таких способов является определение направления с помощью азимута. Для работы на местности использовался компас. В игровой ситуации (в школьном дворе или близлежащей территории) ребятам открывались возможные условия применимости этого способа. В классе учащиеся опробовали способ изображения направлений, используя транспортир. Опираясь на то, что учащиеся уже хорошо умеют делать, на следующем занятии учитель предлагает ребятам решить внешне похожую задачу № 1: «Учащимся одной из школ было предложено разработать маршрут познавательной экскурсии по своему микрорайону школы для учащихся из другого города. Вот что у них получилось: Школа – подвесной мост через реку (А = 45º) – библиотека (А = 165º) –горнолыжная база (А = 240º) – краеведческий музей (А = 340º) – школа (А = 25º). Вернутся ли по данному маршруту гости обратно? Докажите это с помощью схемы» ^[3]. Особенность этой задачи заключается в том, что она показывает ограниченность освоенного способа (определение местоположения объекта с помощью азимута) и выводит учащихся на необходимость освоения нового способа (необходимость определять и указывать расстояния). Учащиеся рисуют схемы на отдельных листах, индивидуально. Результаты вывешиваются на доску.

Примеры схем учащихся:

Рис. 2. Схемы учащихся

Рассматривая схемы, учащиеся видят, что рисунки – разные. Учитель ещё более усугубляет ситуацию, проблематизирует: «Как же можно идти по одному маршруту и в конечном итоге оказаться в разных местах?»

По рисункам можно наглядно увидеть, что соответствующие линии, изображенные на разных схемах, имеют одинаковые направления, но разную длину. Именно на это и указывают учащиеся. Следует отметить, что в некоторых классах есть ученики, которые либо перед тем, как начать рисовать схему, либо в процессе выполнения задания спрашивают, какой длины нужно изображать отрезки. Но обычно это один ученик из класса, и на его вопрос остальные ребята не реагируют и продолжают рисовать из собственных представлений. Учитель же может показать жестами, что таких данных в задаче нет и ученик, как правило, довольствуется таким ответом, и продолжает свою работу.

Итак, на этом этапе практически всем учащимся становится очевидным («очевидность» учитель определяет по реакции детей, удерживая паузу после вопроса до тех пор, пока от всего класса или большинства детей не получит «обратную связь» вербально или невербально), что для точного определения местоположения недостаточно уметь определять на местности и изображать на схеме (плане) направления движения. Необходимо также определять на местности и указывать на схеме (плане) ещё и расстояния.

Учитель, возвращая учащихся к первоначальной задаче: что и как нужно было учесть ребятам при составлении маршрута, чтобы потом более точно его описать?

Учащиеся: направления определять с помощью азимута, а расстояния считать шагами.

На следующем этапе перед учащимися ставится практическая задача № 2, которая выполняется на местности: «Измерить территорию указанным способом: направления определяется с помощью азимута (с использованием компаса), а расстояния считаются шагами» ^[3].

Это задание дается с целью, чтобы учащиеся четко увидели, какое расстояние им придется в дальнейшем изобразить на небольшом листе бумаги.

На следующем этапе учителем предлагается задача № 3, которая нацелена на открытие учащимися нового способа: «На основе полученных данных изобразите границы территории на бумаге (лист формата А 4)» ^[3]. Эту задачу предполагается решать в группах. Предварительно обсуждается в классе понимание учащимися задачи и то, как её предстоит решать. Обсуждается последовательность действий. Мысленно планируя ход будущей работы, учащиеся (с помощью учителя) формулируют проблемные вопросы. Что называем проблемным вопросом? Это те содержательные моменты, которые по-разному понимаются ребятами. Например, ученик говорит: «Откладываем нужное расстояние от точки А. Если у нас 10 шагов, значит откладываем на линейке 10 см». Так как учащиеся ещё не знакомы с понятием масштаб, то вариантов изображения расстояний может быть несколько. Другим типичным вариантом может быть: «Надо сначала количество шагов перевести в метры». Далее обсуждается, что на бумаге метры отобразить невозможно и нужно просто «договориться об уменьшении». Например, «надо принять, что в 1 см 10 метров и так уменьшать все длины».

Сама идея того, что при решении этой задачи необходимо ввести условную меру как соотношение длин на местности и на плане, обычно не вызывает у детей сомнений. Ведь полученные в результате измерения на местности данные соответствуют нескольким метрам, а лист А 4 имеет максимальную длину 29,7 см. С этой целью (проблематизации) и дается практическая задача. Учащиеся показывают разные варианты того, как можно записать эту «меру» и как её назвать. Типичные варианты детей: «в 1 см 10 метров». После того, как способ уже открыт, можно уточнить, как в географии «договорились о мерах уменьшения длин на карте» и дать прочитать текст.

После работы с текстом и его обсуждения, учащиеся выполняют задачу № 3 (при этом уже используя масштаб). Результаты работы вывешиваются на доску и обсуждаются. Уточняются правила работы с масштабом.

Как видно из примера, содержание учебного предмета представлено через систему задач и расширяется за счет поисково–исследовательской деятельности учащихся. Правда на начальном этапе основной школы (5–6 класс) поисково–исследовательская деятельность осуществляется под руководством учителя и происходит фронтально, в классе или в группе учащихся. Постепенно учащимся дается большая самостоятельность в выполнении задач. Главным условием обучения на основе проблемно–задачной технологии является преобразование содержания учебного предмета таким образом, чтобы оно позволяло организовать деятельность обучающихся по решению ими задач. Такое содержание обучения можно назвать деятельностным. Оно не должно содержать готовых выводов исследований, а должно быть представлено как совокупность усваиваемых в определенном порядке культурных действий через систему задач.

Эффективность проблемно–задачной технологии в нашем исследовании проявилась в полученных результатах и в сокращении времени, затрачиваемого на овладение учащимися новым материалом. В приведенном выше примере новая тема занимает два – три урока, вместо одного традиционного. Однако при проблемно–задачной организации учебного процесса, за счет того, что учащиеся не просто запоминают новый материал, но и понимают, как «работает» новый способ, в чем его суть, учащимся требуется гораздо меньшее время на «присвоение» нового способа.

Кроме того, при проблемно–задачной технологии обучения, как показывают данные методик, учащиеся помимо предметных результатов овладевают рядом компетенций. Так, в рамках данного исследования, нами были выделены экспериментальная группа, где обучение осуществлялось с использованием проблемно–задачной технологии, и контрольная группа, где обучение велось по классической схеме. В качестве методики использовались: диагностическая работа по географии, составленная Московским центром качества образования и экспресс-диагностика основных метапредметных образовательных результатов в начальной и основной школе Е. В. Чудиновой ^[12]. Результаты диагностики показали следующее: помимо того, что учащиеся экспериментальной группы овладели основными понятиями курса, у них стали развиваться такие компетенции как читательская грамотность, умение учиться и умение конструктивно взаимодействовать с другими людьми при решении учебных, проектных, творческих, практических задач (осуществлять учебное сотрудничество).

В рамках проведенного исследования доказано, что использование проблемно–задачной технологии в обучении способствует изменению содержания, оно становится деятельностным.  Разработаны задачи по географии. Доказана эффективность использования этих задач в развитии компетенций учащихся в условиях проблемно-задачной технологии обучения. Описанная модель обучения может найти применение в деятельности педагогов по реализации деятельностного подхода в образовательном процессе, а также в деятельности по подготовке педагогов для реализации в их профессиональной деятельности основ деятельностного подхода.

Благодарности

Автор благодарит за помощь в организации исследования директора МОУ «Гимназия города Раменское» Макарову О. Г.

За помощь в проведении исследования, сбор и обработку экспериментальных данных учителя географии МОУ «Гимназия города Раменское», магистра Московского государственного психолого-педагогического университета, факультета «Психология образования», кафедры «Педагогическая психология» Круглова К. С.

You can simply select and copy link from below text field.