Создание среды, стимулирующей навыки креативного мышления и интеллектуального развития одаренных студентов в процессе изучения физики в учреждениях СПО

Разделы: Физика


Согласно Концепции модернизации российского образования интегративная целостность знаний, умений и навыков, обеспечивающих профессиональную деятельность выражается в компетентностном подходе к учебному процессу, что находит отражение в планировании занятий, таким образом, чтобы помимо развития деятельностных (процедурных) знаний, умений и навыков, происходило воздействие на мотивационную и эмоционально-волевую сферу. Естественно, что интеграция процессов воспитания и обучения происходит более активно и результативно, через использование современных технологий в процессе преподавания различных учебных дисциплин и физика, в том числе не исключение.

Система современного школьного образования нацелена на освоение обучаемым системы знаний и организации мышления в рамках предложенных научных логических цепочек. Существующее стремление отлично успевать по всем предметам не учитывает природные способности, иногда вызубривание предмета приводит к лучшим оценкам . В результате недостаточно развивается творческое мышление и общение с постоянно усложняющимся окружением осуществление принятия решений в неоднозначных ситуациях, когда понятия и явления отличаются от привычных вызывает трудности. Планируя учебные занятия необходимо учитывать, что студенты, поступающие, даже на одну специальность и в одну группу имеют как разную базовую школьную подготовку, информационную культуру, интеллектуальный и общекультурный уровень, различную социальную среду. Следовательно целевые ориентации на которые должна быть направлена деятельность преподавателя: использовать средства, позволяющие обучаемым осознать себя. свое место в мире, научиться понимать окружающих ; проводить "самостроительство" критически оценивая имеющиеся сведения, поступающую информацию, творчески подходить к решению возникающих ситуаций и задач. Соответственно возникает необходимость формировании отрефлексированной установки на творчество, которая также подразумевает наличие собственной точки зрения, известную смелость и независимость в принятии решений.

Если исходить из тождественности креативности дивергентному мышлению то в качестве характеристик можно использовать: быстроту, гибкость, оригинальность, точность при этом совершенствование продукта творчества, добавляя детали и стремясь к завершенности. Если разделять ту точку зрения, что креативность в той или иной мере присуща каждому человеку, а ее проявлению препятствуют влияния среды, запреты, социальные шаблоны, то изучение каждого предмета должно стать элементом среды обладающей потенциальной многовариантностью для содержания образцов креативной деятельности и ее результатов.

В настоящее время наглядное представление информации, данных и знаний посредством иллюстраций, и графики в целом считается актуальным, эффективным и выразительным для большинства источников информации, это связывают с тем, что все больше людей ориентированы и легче воспринимают зрительные образы (визуалы) – изображения, схемы, коллажи, клипы, и в меньшей степени – текст. Можно говорить о процессе формировании цивилизации, ориентированной на визуальные образы. В студенческой среде существует тенденция формирования “клипового мышления”, для которого характерна поверхностная и упрощенная обработка визуальной информации через сканирование больших информационных блоков без тщательной проработки, предпочтение изображений или мультимедиа-объектов тексту. Проводимые в группах вычислительного отделения Чебоксарского электромеханического колледжа показывает, что среди студентов преобладают визуалы, что позволяет максимально задействовать инфографику в процессе изучения физики. Наибольшее востребованными являются такие объекты инфографики, как: трендовые диаграммы, разнообразные схемы, графы и инфографичные миниатюры. С целью вовлечения студентов в процесс создания таких объектов создан конструктор инфограмм.

Исследования гемисферологии показали, что главные ресурсы интеллекта связаны с организацией активного взаимодействия правого и левого полушария мозга. Любой визуальный объект, представленный средствами инфографики обладает большой информационностью, становится дополнением к текстовой информации, охватывающей тему в полном объеме, уточняя ее, позволяет создать средство указания на действие или дополнительный поиск других видов информации. Стиль передачи информации по дисциплине физика может быть при этом весьма разнообразным: для организации представления количественных (числовых) данных используются графики, диаграммы, гистограммы и номограммы, которые, в свою очередь подразделяются на подгруппы (точечные, линейные круговые и т.п.); для организации представления совокупности (например, иерархий) объектов и качественных данных применимы многочисленные типы схем, карт, изображений и их последовательностей. Темы дисциплины, состав и организация изучаемого устройства даются организационными диаграммами. Наглядность стратегии процессов создают диаграммы трендов. Последовательность решения задачи, проблемы, планирования представляется в виде планов-графиков. Изучение стадий технологических процессов облегчают технологические диаграммы. Тезисные планы включают рисунки, схемы). Связи процессов, понятий, событий визуализируют графы.

Инфографичные объекты — это первый элемент среды формирующей креативное мышление. Движение мысли в процессе формирования материала, знакомства с проблемой способны напрямую отражать майнд-карты, которые являются прекрасной визуализацией сложных технических объектов или явлений (технологии, конструкции и даже их концепций, вариантов и т.д.). Введение в образовательный процесс метода интеллект-карт направлено на удовлетворение наиболее значимых потребностей – развития когнитивных возможностей обучаемых, т.е. способностей воспринимать и распознавать сигналы внутренней и внешней среды, а также трансформировать, сохранять и воспроизводить их в той или иной форме. В основе концепции интеллект-картирования лежат представления о принципах работы человеческого мозга: ассоциативное (нелинейное) мышление, визуализация мысленных образов, целостное восприятие (гештальт). Карты Майнд мэп (ментальные, когнитивные, "карты ума" и др. названия) могут быть разных видов. При отработке технологических тем подходят операционные (функциональные) карты. Для задач изучения конструкций используются предметные карты. Ментальные карты могут быть рациональные и образные (иррациональные). В первом случае они представляют некое иерархическое дерево, или набор экранов, построенных по определенному алгоритму и выраженных словесными терминами и определениями, в том числе техническими. Во втором случае это организованная композиция семантических знаков, символов, картин. Слова используются как метафоры, несущие правополушарные стимулы. Приемы получения знаний по дисциплине называются “ментальной грамотностью”. В основе ментальной грамотности лежит радиантное мышление, что является естественным способом работы нашего мозга, сответственно практически каждый обучаемый уже имеет врожденные навыки создания и использования “ментальных карт”, необходимо развивать эти способности создавая условия для майндмеппинга в аудиторной и самостоятельной работе, следовательно майндмеппинг может использоваться в качестве основного инструмента обучения . Области использования майнд- карт – обучение и генерация идей. При этом визуализация и структурированние данных облегчает их понимание и запоминание. Составление карт в режиме генерации идей осуществляет возможность проанализировать ассоциации используемых понятий, првести их синтез и выделить структурные элементы для последующего анализа.

Систематическое применение интеллект-карт позволяет развивать познавательные учебные действия, такие как:

  • самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели;
  • поиск и выделение необходимой информации; применение методов информационного поиска, в том числе с помощью компьютерных средств;
  • знаково-символические моделирование–преобразование объекта из чувственной формы в модель, где выделены существенные характеристики объекта (пространственно-графическую или знаково-символическую), и преобразование моделис целью выявления общих законов, определяющих данную предметную область (кодирование, замещение, декодирование);
  • умение структурировать знания; умение осознанно и свободно осуществлять смысловое высказывание устно и письменно; осуществлять выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий;
  • рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности;
  • постановка и формулирование проблемы, самостоятельная выработка алгоритмов деятельности направленная на решение творческих и поисковых проблем.

А также осуществлять:

  • анализ объектов с целью выделения признаков;
  • синтез как составление целого из частей, в том числе с восполнением недостающих элементов;
  • выбор оснований и критериев для сравнения, классификации объектов;
  • подведение под понятия, выведение следствий;
  • установление причинно-следственных связей;
  • построение логической цепи рассуждений;

В дальнейшем обучаемый может использовать техники майнд-мепа в следующих ситуациях:

  • в процессе обучения: смысловое запоминание элементов курса, конспектирование лекций и подготовка к экзамену, во время сдачи экзамена при этом ясно выделяются понятия, вызывающие затруднение, выполнение рефератов, курсовых, диссертаций, подготовка презентаций для семинаров и конференций;
  • в будущей профессиональной деятельности: систематизация своей работы и самоорганизация, организация планирования дел на различных временных промежутках (год, месяц, неделя, день), принятие решений в процессе генерирования новых идей через мозговой штурм, разработка сложных проектов, презентации проектов, постановка задач перед подчиненными, организация и контроль бизнес – процессов, планирование стратегического развития компании ;
  • в повседневной жизни: планирование дел и мероприятий (поход в магазин, поездка за границу, встреча с друзьями и т.п.), соотносительно временным промежуткам (неделя, день), принятие решений бытового уровня (Приобрести или нет? Выполнить или нет? и т.п.), запоминание нужной информации об окружающих: фамилий, имен и отчеств людей, их телефонов и т.п., принятие решений об обучении детей, планирование отдыха (релаксация);
  • в процессе саморазвития: самоанализ (Я+Я), поиск направлений изменения своей жизни, формирование и коррекция привычек , работа над формированием уверенности в себе , избавление от страхов, баланс жизненных задач, гармонизация отношений, целеполагание , стратегическое планирование, формирование ресурсных состояний, анализ отношений с окружающими (Я + ОНИ) и изменение отношений, подготовка и проведение публичных выступлений, поиск модели для подражания, осознание своей миссии в этом мире (Я + МИР), определение путей духовного развития, размышления на религиозные, философские и другие духовные темы, медитация, сознательное творчество.

Более высокий уровень внедрения в учебный процесс инфографичных объектов это ознакомление обучаемых с фрактальным описанием объектов и привитие навыков работы с такими объекктами. Использование фрактальных моделей ныне колоссально, они во многих случаях потеснили традиционные математические модели, применяемые в физике. Фракталами называют бесконечно самоподобные фигуры, каждый фрагмент которых повторяется при уменьшении масштаба. Разветвления трубочек трахей, нейроны, сосудистая система человека, извилины берегов морей и озер, контуры деревьев — это все фракталы. Фракталы находят в микромире в таких малых образованиях, как клеточная мембрана, и в мегамире где объекты такие огромные, как звездные галактики. Можно сказать, что фракталы – это уникальные объекты, порожденные непредсказуемыми движениями хаотического мира! В окружающем нас мире немало объектов, допускающих фрактальное описание и не укладывающихся в жесткие рамки евклидовых линий и поверхностей.

Следует помнить при этом том, что фракталы - не более чем упрощенные модели реальности, применимы к разнообразному, но все же ограниченному кругу предметов и явлений, никогда не претендовали на роль своеобразного универсального ключа к описанию природы. Привлечение фрактальной графики позволит художественно одаренным студентам лучше воспринимать работу с фрактальными объектами по причине красоты визуальных картин, а математически и технически одаренных привлечет разнообразие преобразований этих объектов.

Динамика развития творческих способностей включает использование такого фактора как следование образцам. Подражание в творческой познавательной деятельности имеет особенности отличающиеся последовательным переходом от подражания репродуктивного характера к творческому подражанию избранному образцу а далее к самостоятельному творчеству, фундамент которого базируется на двух предшествующих стадиях. С такой точки зрения создание отдельных инфографичных объектов носит репродуктивный характер а внедрение их в систему майнд-мэппинга и работа с фрактальными объектами приводит к вовлечению обучаемых в творческий процесс.

Необходимо создавать реальные возможности для стимулирования развития любознательности обучаемого. Среди таких стимулов можно выделить возможность удовлетворить свое любопытство через широчайшие возможностям глобальной сети Internet, осуществляя доступ к электронным библиотекам (научно-техническим, научно-методическим, справочным и т.д.), обращение к интерактивным базам данных информационных, культурных, и научных центров, энциклопедиям, словарям. Соответственно мы создали учебный электронный модуль позволяющий познакомить обучаемых с понятием фрактала, применением фрактальных моделей в различных областях деятельности человека, позволяющий решать простейшие задачи по генерированию фрактальных моделей как 2D так и ознакомления с 3D фракталами, позволяющий проверить свои знания в области геометрии и физики фракталов. Применение этого модуля поэлементно на занятиях в аудиторной работе и в работе с группой наиболее одаренных студентов в полном объеме модуля вызвало повышеный интерес по изучению дополнительных информационных ресурсов и программ генерирующих 3Dфракталы, способных создавать анимационные проекты и писать фрактальную музыку.

Творчество свойственно человеку. Современные технологии позволяют развивать соответствующие способности и увеличивают эффективность многих этапов творческого процесса, приводя к все более и более совершенным результатам. Соответственно мы имеем большое количество компьютерных графических редакторов которые обучаемым, имеющим природные способности к рисованию, дают новые инструменты и возможность проявить себя уже в компьютерной графике и анимации. Для тех кто неуверенно чувствует себя в этой области творчества , работа с графическим редактором помогает поверить в свои возможности. При этом как показывает практика формирования заданий по созданию инфографичных объектов при условии выполнения их без использования компьютерной техники встречает не меньший интерес среди обучаемых, учитывая что с предметом рисования они расстались в школе. При этом становится возможным введение элемнтов ознакомления с цветовосприятием и с корректировкой эмоционального воздействия создаваемых или изучаемых объектов на студентов.

Отдельно стоит остановиться на создании арт-объектов на основе изучаемых понятий физики. Естественно детально рассматривается практическое применение изучаемого материала в производственных процессах, но вполне возможно практически в каждой теме дисциплины физика выделить элементы материала на основе которых можно создать арт-объекты для использования их в обыденной жизни, например в оформлении интеръера, что помимо необходимого более глубокого усвоения материала будет иметь положительное воздействие на эмоциональную сферу обучаемых. При этом опять-таки возможно провести структурную связь - инфографичный объект, майнд-меппинг проекта, особенно если он выполняется группой студентов(мозговой штурм через майнд-карту), фрактальная модель, 3D объект созданный своими руками. Примером таких объектов могут быть панно из выращенных самостоятельно кристаллов, компоновка которых идет через фрактал дендрита. Иллюстрация материалов с задвнными свойствами - изготовление мыла в домашних условиях с нужным цветом, запахом, текстурой и формой, которая создается по законам карвинговых деформаций, с использованием фрактала сметиков жидких кристаллов. Интересны в этом плане разнообразные флорариумы как полностью герметичные так и открытого типа с системой управления от пульта, реагирующего на фрактальную антенну. Реализация подобных заданий в частности может происходить по видеоинструкциям в виде мастер-классов "Двое из ларца" где подробно рассматривается как физика вопроса так и дается в игровой форме инструкция по изготовлению. При этом в создание видеоинструкций вовлекаются студенты специализирующиеся на компьютерных специальностях и идет использование программ анимации и обработки видеоматериала, звуковоспроизведения и соответственно поиск наиболее оптимального выполнения работ.

Соответственно внедрение инфографичных и фрактальных объектов в учебно-методический комплекс по физике , стимулируют одновременную работу левого и правого полушарий, дополняя образные впечатления логикой и абстрактной моделью объекта, процесса, явления, т.е. делая восприятие более “объемным” и всесторонним, мышление – глубоким и развитым, а обучение – увлекательным и результативным. Таким образом, применение при составлении учебно-методического комплекса описанного средства визуальной коммуникации дает двойной эффект – управление и стимуляция мыслительной деятельности обучаемого, и второй, не менее важный, – развитие когнитивных способностей, формирование практических информационных навыков, навыков эргономизации интеллектуальной деятельности, что является основой среды стимулирующей креативное мышление и интеллектуальное развитие студентов.

20.07.2014