Возможности интеллектуального развития школьников в связи с формированием методологических и прикладных знаний в процессе обучения физике

Ю.Б.Альтшулер

В последнее время работам по формированию методологических знаний учащихся в процессе изучения физики заслуженно уделяется большое внимание. Предполагается, что методологические знания могут решить целый ряд актуальных проблем современного физического образования, таких как системность, сближение научного и учебного знания, повышение уровня познавательной мотивации, а также проблем повышения качества знаний по физике и даже сокращения информационной перегрузки обучаемых [2]. Перспективной является идея о целесообразности формирования методологических знаний в единстве с прикладными. "Эта методическая идея имеет глубокие философские корни, поскольку основана на философской идее о неразрывной связи материальности и познаваемости Мира" (Н.В.Шаронова). Более того, существуют учебные программы, направленные на формирование методологических и прикладных знаний, методические схемы и рекомендации [3], то есть очевиден переход от теоретических исследований в этой области теории и методики обучения физике к внедрению в образовательный процесс, что весьма перспективно, особенно в условиях сокращения недельной нагрузки по физике в общеобразовательной школе.

Однако следует иметь в виду, что результат, достигаемый при формировании методологических знаний, не является самоцелью. Особенно в условиях перехода к профильному обучению в старшей школе, при котором для учащихся, выбравших профиль А и Б, не ставится целью решение перечисленных выше проблем. На самом деле системность, научность, качество знаний являются в этом смысле не решающими факторами, влияющими на результат обучения, а косвенно способствуют развитию интеллекта и теоретического мышления учащихся. Сегодня определяющим для выпускника средней школы становится уровень интеллектуального развития, позволяющий успешно реализовать себя как индивида в социуме.

Средствами физического образования возможно достижение результатов в положительной динамике в развитии интеллекта. Как отмечает С.Е.Каменецкий, развитие интеллекта и творческих способностей через развитие теоретического мышления является важной задачей обучения физике [16, с.141]. Решению этой задачи, на наш взгляд, способствуют методологические и прикладные знания, которые формируются в процессе обучения физике.

Методологические знания, определяемые Н.С.Пурышевой как знания об общенаучных терминах, о структуре знаний, о методах познания – эмпирического и теоретического, – отражают системность и научность знаний [15, с.85]. Именно методологические и прикладные знания позволяют, как нам представляется, создать в учебном процессе условия для "формирования обобщенных схем действительности" [6, с.24], при котором приобретение знаний происходит вместе с интеллектуальным развитием учащихся.

Очевидно, что, как подчеркивает М.А.Холодная, современная средняя школа должна быть ориентирована на совершенствование уровня развития интеллектуальных возможностей каждого ученика [19, с.199]. Поэтому встает вопрос о том, какие психолого–педагогические предпосылки существуют для возможности формирования методологических и прикладных знаний учащихся средствами физики, и какие результаты развития интеллектуальных и творческих способностей можно ожидать вследствие этого формирования. В этом направлении нельзя не отметить работу Г.Н.Степановой [14], в которой рассматривается информационный подход в развитии школьников в процессе обучения физике. Однако информационный подход в обучении, определяемый Г.Н.Степановой, не соответствует информационному подходу в экспериментально–психологической теории интеллекта, а больше соответствуют процессуально–деятельностному подходу в теории мышления как процесса, основоположником которой явился С.Л.Рубинштейн [13]. Здесь же необходимо отметить, что формирование знаний о методах научного познания у учащихся в возрасте до 12–13 лет принципиально затруднительно ввиду недостаточного развития абстрактного и логического мышления в этом возрасте.

На наш взгляд, наиболее эффективно воздействовать на развитие интеллектуальных способностей учащихся средствами методологических и прикладных знаний, формируемых в процессе обучения физике, можно в возрасте ранней юности – 15–16 лет. Этап ранней юности, характеризуемый завершением физической и достижением социальной зрелости, совпадает со старшим школьным возрастом, этому этапу принадлежит особая роль в психологии развития и формирования личности и интеллекта учащегося [9]. В этом возрасте, как указывает Дж.Брунер [5], обучение может стать ведущим фактором интеллектуального развития, если оно предоставит ученику возможность самому форсировать свое развитие. Ранняя юность – период повышенной мыслительной активности, значительного роста продуктивности мышления, склонности к теоретизированию. Существенные сдвиги происходят в интеллектуальной деятельности старшеклассников. Основной особенностью, как указывают И.С.Кон и Д.И.Фельдштейн, является нарастающая способность к абстрактному мышлению, "изменение соотношения между конкретнообразным и абстрактным мышлением в пользу последнего" [11, с.223]. " Важная особенность этого возраста, – продолжают авторы, – формирование активного, самостоятельного творческого мышления". Таким образом, развитие интеллекта тесно связано с развитием творческих способностей. У старших школьников, как отмечает Д.И.Фельдштейн, "от 15 до 17 лет идет развитие абстрактного и логического мышления, рефлексия собственного жизненного пути, стремления к самореализации" [18, с.185]. На этом фоне достаточно продуктивной представляется деятельность по формированию методологических и прикладных знаний старших школьников. Формирование методологических и прикладных знаний опирается на развивающееся абстрактное и логическое мышление.

Абстрактно–логическое мышление можно определить как психологический процесс познания, предполагающий использование выделенных свойств объекта (абстракций) и определенных последовательностей на основе причинно–следственных (логических) связей. Важнейшие методы познания в физике – абстрагирование, аналогия, моделирование, гипотеза, мысленный эксперимент, а также приложения физики, которые могут описываться с помощью моделей, опираются на абстрактно–логическое мышление. Формальная логика, по Ж.Пиаже, – это высшая ступень в развитии интеллекта, она формируется к периоду ранней юности [12]. По Ж.Пиаже, складывающаяся к возрасту ранней юности система операций подготавливает почву для формирования научных понятий и на последнем, высшем периоде интеллектуального развития – периоде формальных операций – старшеклассник освобождается от конкретной привязанности к объектам и приобретает возможность мыслить так же, как взрослый человек. Таким образом, нам представляется, что методологические и прикладные знания учащихся можно реально формировать средствами физического образования с целью развития интеллектуальных способностей лишь в старших классах средней школы.

Интерес к теме интеллектуального развития учащихся старших классов тем более актуален, что профильное обучение на третьей ступени образования из области эксперимента переходит в область принятия управленческих решений. В состоянии ли профильное обучение обеспечить необходимое разностороннее развитие учащихся, гармоничную структуру интеллекта, если когнитивные процессы при профильном обучении обслуживают однобокую систему обработки, хранения и воспроизведения информации только определенного свойства?

В связи с этим представляется необходимым направление исследований, связанное с изучением структуры интеллекта и его деформаций в процессе профильного обучения на старшей ступени обучения. При этом немаловажным является вопрос о том, каким должен быть базовый курс физики в непрофильных классах. Предполагается, что ряд школьных дисциплин, не являясь научными дисциплинами, не очищенные окончательно от идеологической окраски, или не имеющие своего метода, не в состоянии развивать теоретическое мышление и интеллект учащихся. В частности, мы склонны согласиться в этом смысле с С.И.Гессеном [7, с.37], который выделял из естественных дисциплин физику, из исторических – государственно-политическую и экономическую историю (увы, имеющие указанные выше недостатки), из филологических – латинский язык, из философских – логику. Структура научного познания и классификация наук тесно связаны между собой. В связи с этим можно отметить вариант линейной классификации наук, предложенный Б.Г.Ананьевым на основе классификации Б. М. Кедрова [1, с.37–38], и замечания к ней о возрастающем значении естествознания и его приложений в том числе для изучения человека. Очевидно, что на передний план выступает необходимость формирования методологических и прикладных знаний как фактор развития теоретического мышления и гармонизации интеллекта обучаемых. Место языкознания и логики в современном образовании старших школьников незначительно даже в классах гуманитарного профиля, поэтому физическое образование становится едва ли не единственным средством такого развития. Поскольку наиболее пригодным материалом для овладения методом науки в целях "усовершенствования ума", как писал С.И.Гессен [11, с.75], должны быть те науки, в которых метод проявился особенно отчетливо и дал ощутимые результаты, то базовая часть предмета физики при профильном обучении должна в обязательном порядке содержать средства формирования методологических и прикладных знаний.

Понимание того, что физика (и физико–математические науки вообще) является наиболее мощным средством общего развития человека, в отечественной педагогике сложилось еще в первой трети XX века, как раз по причине развитой методологии физико–математических дисциплин. Сторонником такого взгляда был Д.М.Сокольцов [11, с.206], который был активным противником тех преобразований, которые сегодня мы называем профильным обучением: "Всякий уклон средней школы в сторону той или иной специализации должен почитаться извращением идей средней школы". Необходимо признать, что эти взгляды более соответствовали ситуации, сложившейся в науке и образовании более 80 лет тому назад. С тех пор, а особенно за последнее десятилетие, ситуация существенно изменилась, и сейчас уже никто всерьез не подвергает сомнению необходимость профильного обучения или, по крайней мере, не имеет достаточно научных доводов для активной оппозиции. Однако нельзя признать проблему содержания физического образования в классах с различным профилем обучения окончательно решенной, тем более в связи с проблемой развития интеллекта учащихся. Это свидетельствует об актуальности исследований по развитию интеллекта средствами физического образования и, в частности, средствами формирования методологических и прикладных знаний, которые, на наш взгляд, в состоянии положительно влиять на это развитие.

В психологии интеллекта наряду с объяснительными подходами существует ряд факторных подходов и комплекс моделей с соответствующей той или иной модели иерархией. Факторный подход в теории интеллекта или факторный анализ интеллекта предполагает метод измерения различных атрибутов интеллекта с помощью отдельных тестов и определение факторов интеллекта на основе корреляционной обработки результатов в батарее тестов. Большинство иерархических моделей факторного подхода предполагают на вершине иерархии некий G –фактор (по теории Ч.Спирмена), определяющий общий интеллект, а также S–факторы (или конкретные факторы) [8, с.16]. Наборы тестов Г.Айзенка и Дж.Равена настроены на измерение G–фактора. В основе исследования структуры интеллекта лежит группа тестов Р.Амтхауэра, основанная на многофакторной теории интеллекта по модели Л. Терстоуна. По ряду субтестов структуры интеллекта можно сделать вывод как о теоретических, так и о практических способностях, как о двух гранях интеллекта.

В работе М.Е.Бершадского [4], посвященной когнитивному мониторингу уровня понимания, приводятся доводы в пользу использования теста Р.Амтхауэра для интегральной характеристики интеллекта и измерения уровней вербального, пространственного и математического интеллекта в области первичных базовых когнитивных способностей, непосредственно не связанных с предметной информацией. Следует, однако, заметить, что эта батарея тестов определяет не только умения выделять связи между понятиями, но и комбинаторные способности, способности к суждению, индуктивное мышление, внимание и память. Владение общими и частными методами познания М.Е.Бершадский относит к области предпонимания, обусловленной результатом обучения и влияющей на результат обучения. Нам же представляется, что владение общими и частными методами познания в сочетании с другими компонентами методологических знаний, а также в синтезе с прикладными знаниями обуславливает и развитие интеллекта в целом, и отдельных его факторов в частности. В тесте Р.Амтхауэра анализируется "профиль" интеллекта, а именно – теоретические способности (первые 4 субтеста) и практические способности (последние 5 субтестов), по которым получены достаточно высокие коэффициенты корреляции соответственно с достижениями в гуманитарных предметах и в физико–математических. Поэтому интересным представляется тестологический анализ структуры интеллекта школьников в классах с различным профильным обучением при использовании программы и методики для формирования методологических и прикладных знаний по физике и без использования. Предварительные результаты измерений показывают наличие связи методологических и прикладных знаний учащихся независимо от профиля класса с показателями теста Р.Амтхауэра как по первой, так и по второй части субтестов.

Факторный (тестологический) подход, который не позволяет судить об умственных процессах, делает ограниченными результаты изучения уровня и структуры интеллекта, тем не менее является единственным измерительным методом, позволяющим делать оценки и выводы. Для установления соотношения между методологическими и прикладными знаниями, формируемыми в процессе обучения физике, и интеллектуальным развитием учащихся существенную роль играет, на наш взгляд, когнитивная теория интеллекта, рассматривающая человеческий ум как компонент интеллекта, управляющий обработкой информации [15, с.444]. С точки зрения дидактики физики, здесь имеет смысл рассмотрение вопросов содержания информации, и в меньшей степени психических процессов, связанных с ее обработкой. Содержание информации должно включать знания о методах, об исходных положениях, об основании и структуре физической науки и ее приложений, о принципах формирования и способах добывания и применения знаний, то есть обеспечивать формирование методологических и прикладных знаний.

Установление связей между формированием методологических и прикладных знаний и развитием интеллекта и связанным с этим развитием совершенствованием конвергентных (нормативных) и дивергентных (творческих) способностей учащихся и их обучаемостью представляется достаточно актуальной проблемой на границе психологии, дидактики и технологии обучения.

Список литературы

1. Ананьев Б.Г. О проблемах современного человекознания. – СПб.: Питер, 2001. – 272с.

2. Альтшулер Ю.Б. Формирование методологических и прикладных знаний учащихся в процессе изучения электродинамики в курсе физики средней школы. Дисс. … канд. пед. наук / Н. Новгород: НГПУ, 2003. – 215с.

3. Альтшулер Ю.Б. Методологические и прикладные вопросы физики. Программно–метод. материалы. – Н. Новгород: Изд–во "Вектор ТиС", 1999. – 44с.

4. Бершадский М.Е. Когнитивный мониторинг: диагностика уровня понимания // Школьные технологии. – 2003. – 3. – С. 178–185.

5. Брунер Дж. Психология познания. За пределами непосредственной информации / Пер. с англ. К. И. Бабицкого. – М.: Прогресс, 1977. – 412с.

6. Гальперин П.Я. К исследованию интеллектуального развития ребенка // Вопросы психологии. – 1969. – N1. – С. 24.

7. Гессен С.И. Основы педагогики. Введение в практическую философию. – М.: Школа-пресс, 1995. – 447с.

8. Дружинин В.Н. Психодиагностика общих способностей. – М.: Изд. центр "Академия", 1996. – 224с.

9. Захарова А.В. Психология обучения старшеклассников. – М: Знание, 1976. – 394с.

10. Кон И.С., Фельдштейн Д.И. Отрочество как этап жизни и некоторые психолого–педагогические характеристики переходного возраста // Хрестоматия по возрастной психологии: Учеб. пособ. для студ.: Сост Л.М.Семенюк; Под ред. Д.И. Фельдштейна. – М.: Изд–во Междунар. пед. академия, 1994. – 266с.

11. Педагогическое наследие русского зарубежья. – М.: Просвещение, 1993. – 288с.

12. Пиаже Ж. Избранные психологические труды: Пер с англ. и фр. – М.: Междунар. пед. академия, 1994. – 680с.

13. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии – СПб.: Питер, 2002. – 720с.

14. Степанова Г.Н. Обновление содержания физического образования в основной школе на основе информационного подхода. Автореф. дисс. … д–ра пед. наук / М.: ИОСО РАО, 2002. – 36с.

15. Солсо Р. Когнитивная психология – СПб.: Питер, 2002. – 592с. .

16. Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / С.Е.Каменецкий, Н.С.Пурышева, Н.Е.Важеевская и др.; под ред. С.Е.Каменецкого, Н.С.Пурышевой. – М.: Изд. центр "Академия", 2000. – 368с.

17. Теория и методика обучения физике в школе: Частные вопросы: Учеб. пособие для студ. пед. вузов / С.Е.Каменецкий, Н.С.Пурышева, Т.И.Носова и др.; под ред. С.Е.Каменецкого. – М.: Изд. центр "Академия", 2000. – 384с. .

18. Фельдштейн Д.И. Закономерности поуровневого развития личности в онтогенезе / Хрестоматия по возрастной психологии. Учеб. пособ. для студ.: Сост Л.М.Семенюк; Под ред. Д.И.Фельдштейна. – М.: Междунар. пед. академия, 1994. – 266с. .

19. Холодная М.А. Психология интеллекта. Парадоксы исследования – СПб.: Питер, 2002. – 272с.