Глава 7. Изучение основных дисциплин

случаях эти наивные концепции кажутся ученикам логичными и пересматриваются неохотно (Макклоски, 1983). Тем более удивительно, что многие из нас продолжают верить в эти наивные положения, прислушиваясь к собственной интуиции, а не к тому, чему учили в школе. Макклоски (1983), к примеру, обнаружил, что одна треть учеников старших классов, изучающих физику и уже прошедших закон инерции Ньютона, тем не менее, полагала, что шарик, бегущий по замкнутой спиральной трубе, закончив двигаться по внутренней стороне трубы, выскочит за ее пределы. Согласно закону Ньютона, объект будет продолжать прямолинейное движение, если на него не действует никакая.другая сила. Наивные ненаучные верования встречаются даже у преподавателей. Лоуренс (1986) провел опрос среди учителей начальных классов. На вопрос: «Сколько будет весить смесь 20 фунтов воды и 1 фунта соли? » лишь 54 % учителей ответили правильно! 28 % подумали, что с прибавлением соли вес не изменится, 15 % решили, что итоговый вес установить невозможно, а 3 % не ответили вовсе. Возможно, учителя подумали, что, поскольку с добавлением соли объем не изменится (соль растворится и исчезнет), вес жидкости останется прежним. Тем не менее, очевидно широко распространенное заблуждение насчет природы вещей. Существование наивного интуитивного взгляда на науку, несмотря на усилия

преподавателей, — один из факто- У всех нас существуют ров, приведших к реформам в си- f _и^и_а^в^ ^пР^еД^ставпения стеме обучения науке за последние годы.

Линн (1986) определил другие познавательные факторы, определяющие изучение школьниками естественных наук. Успех в изучении естественнонаучных понятий зависит от рабочей емкости, использования метакогнитивных методов и от глубины знания основных предметов. Рабочая емкость означает объем информации, которая может быть одновременно обработана, она ограничена емкостью рабочей памяти. Опыт с увеличением количества переменных требует усиленной работы памяти, в итоге с возрастом развивается способность к решению задач. Маленькие дети менее успешно справляются с задачами, которые, например, . содержат2и больше переменных (Скардамалиа, 1977). 4ии

Метакогнитивные методы делают скидку на ограниченность понимания, фокусируясь на повторении материала, а также способности понять и решить задачу. Для обучения естественным наукам Понимание границ особую ценность имеют методы, повы-и неподходящих ^{у м м}

методов шающие уровень понимания прочи-

танного научного материала (Уоллер, 1987). Глубина знания основных предметов также имеет значение, так как, чем больше представляешь себе сферу научных знаний, тем проще упорядочивать материал и тем легче искоренять предрассудки. Получив точное представление о дисциплине, учащийся скорее найдет информацию, которая облегчит понимание и решение математических задач.

Однако нужно уметь решать и другие проблемы: время, отпущенное на обучение наукам, невелико; много материала, не связанного друг с другом; знание предмета некоторыми учителями оставляет желать лучшего (Американская Ассоциация за Научное Развитие, 1989). Даже если времени на обучение хватает, а учителя хорошо подготовлены, результаты могут оказаться плачевными при недооценке следующих факторов: (1) того, что из области научных знаний уже известно ученикам, (2) препятствий, о которые ученики могут споткнуться при работе с информацией, (3) методов, которые ученики задействуют, занимаясь научным познанием, (4) любых наивных представлений о научных феноменах, которые они могут разделять.

Обучение Естественным наукам

Четыре приведенных выше фактора могут быть оценены надлежащим образом, только если ученики актив-

. но участвуют в работе с научными

Активное участие ^{у у} ^ ³

имеет решающее данными, решают задачи и отвечают на

значение вопросы. Учителям необходимо привить

ученикам способность к сложной мыслительной работе с неподатливым научным материалом. Это сделать гораздо проще, если представить процесс обучения интригующим, захватывающим и важным. Школьники младших классов будут активно участвовать .. в работе на уроках, в лабораторных работах и в дискус-441) сиях на научные темы. На таблице 7.3 показаны виды

440

Каждая из работ, описанных в таблице 7.3, вызовет активную дискуссию, обсуждение результатов, и дальнейшие вопросы. Иногда учеников можно опросить, чтобы выяснить, у кого самые лучшие результаты экспериментов. Однако, поскольку вся работа нацелена на результаты исследования учеников, а не объяснения их преподавателем, опрос должен проводиться только после научных экспериментов и попыток сделать вывод (Хайд и Бизар, 1989).

Бесспорно, ученики должны активно участвовать в учебном процессе, но и от преподавателей требуется грамотное руководство, поддержка и помощь в работе с научными данными. Важно, чтобы материал был подан в легко доступной форме, которая упростит его дешифровку и понимание. Следующие обучающие модели должны показать свою эффективность.

Разработка. Преподаватели могут разработать данную информацию, расширив ее графическими образами, например, усовершенствованными органайзерами и образцами концептов. Графические схемы так-

442

же призваны помочь ученикам в понимании технических данных и часто используются в научных текстах для описания фактов. Сингер и Донлан (1989) высказывали опасение, что многие ученики обращают мало внимания на диаграммы, графики, чертежи и таблицы. Они часто думают, что это декоративный элемент, а не попытка объяснить сложные понятия и отношения. Чтобы ученики черпали информацию из графического материала, Графические схемы требуют объяснения

учителям необходимо указать на преподавателя него и провести практические занятия по работе с этим материалом. Схемы и таблицы, содержащие научные данные, полезны для практики.

Аналогии. Путем аналогий можно сделать простыми важные понятия. Джошуа и Дюпен (1987) использовали образ машинистов, ведущих поезд на отрезке между двух станций, по аналогии с тем, как работают электрические цепи. Вагоны сопоставимы с электронами, перестук колес (результат трения) — с сопротивлением тока, а усилия машинистов — с источником питания. Шести- и восьмиклассники с помощью такой аналогии смогли избавиться от наивных взглядов на электричество. Таким взглядом была ошибочная уверенность в том, что два потока (положительный и отрицательный) «сталкиваются», образуя цепь, и что часть тока, поступающего в лампочку, остается там, а потом перезаряжается с помощью батареи. С помощью аналогии ученики приобрели другую точку зрения, а именно, что ток — это непрекращающийся поток электронов через проводник. По мнению авторов этой книги, хорошо подобранные аналогии, структурно сопоставимые с обсуждаемым феноменом, помогут скорректировать неправильное, интуитивное представление о нем.

Непосредственные примеры. Чтобы прояснить сложные понятия, преподаватели могут на непосредственном примере объяснить, как узконаучный феномен может быть сведен к более общему понятию. Ученики, способные на уроках химии решить задачу, в которой соль увеличивает скорость таяния льда, не обязательно смогут объяснить, как этот процесс про-исходит за пределами лаборатории. В этом случае учи-

Часть III. Учение и преподавание

тель может проиллюстрировать прикладную значимость химических знаний примером из реальной жизни: Дороги, покрытые коркой льда, будут менее скользкими, если их посыпать солью. Особые примеры того, какое прикладное значение имеют научные понятия вне школьных стен, должны стать связующим звеном между изучением научных дисциплин и их применением в обычной жизни (что не столь очевидно для многих учеников) .

Кук и Майер (1988), выделившие пять разных структурных моделей научных текстов, обнаружили также, что многие ученики не осведомлены о существовании подобных различий. Данные пять видов — это: обобщение, или развитие основных идей посредством объяснений и примеров; перечисление, или перечень