Учет когнитивных стилей учащихся как фактор повышения успеваемости по физике

Объективной характеристикой результатов работы учителя является процент качества успеваемости, позволяющий формально выявить уровень обученности ученика. Однако этот подход оставляет без внимания психологический аспект – уровень обучаемости ребенка. Каждый ученик имеет свой вектор развития, и необходимо учитывать психологический фактор восприятия им той или иной информации. Учитель должен обратить внимание на когнитивный стиль ребенка, с уважением отнестись к его особенностям и построить комфортный для ученика процесс обучения. Таким образом, процесс обучения индивидуализируется, согласуясь с линией психического развития каждого конкретного ребенка и раскрывая его познавательные особенности.

Когнитивный стиль каждого человека – это устойчивые индивидуальные особенности познавательных процессов, способов восприятия, мышления и действия. Именно особенностями когнитивных стилей учащихся обусловлена успешность в обучении. Учитель, как и любой ученик, обладает своим когнитивным стилем и в соответствии с ним ведет преподавание, применяя те или иные методы и формы. Осуществляя личностный подход в преподавании, необходимо учитывать совпадение или возможный диссонанс когнитивных стилей каждого ребенка и учителя.

Технология индивидуализации на основе учета когнитивного стиля ученика (и учителя) призвана обеспечить максимальный психологический комфорт для учащихся в процессе обучения и в конечном итоге привести к самореализации каждого ребенка.

Наряду с дифференциацией принципиально важен и процесс интеграции, ориентированный на формирование связанных воедино научных картин мира (физической, биологической и т.п.). Традиционно под интегративным подходом к обучению понимается объединение компонентов процесса обучения с целью повышения его эффективности. Под дифференцированным подходом принято понимать обеспечение различных условий, оптимально учитывающих индивидуально-личностные особенности обучающихся. Технология интегративно- дифференцированного подхода представляет собой соединение этих подходов. Дидактически ИДП связан с модульно-дифференцированной организацией содержания курса физики, что предполагает модульную структуру изложения материала в сочетании с учетом когнитивных стилей учащихся[2].

Для овладения ИДП учитель должен освоить основные положения модульной технологии, выявить когнитивный стиль каждого учащегося, определить свой когнитивный стиль и разработать стратегию преподавания в соответствии с преобладающим стилем учащихся [1]. Это кропотливая и большая работа, сопряженная с определенными трудностями, ведь необходимо составить специальное планирование, разработать план урока с несколькими познавательными сценариями для отдельных групп или даже отдельных учащихся.

Я решила использовать методику ИДП в 7 классе, т.к. именно в нем не могла добиться хороших результатов и заметила отсутствие интереса к предмету. Данный класс был выбран для исследования также по следующим причинам:

• является самым сложным в школе на протяжении нескольких лет;
• в параллели 7-х классов только один класс;
• по составу - 85% мальчики;
• учащиеся имеют низкий уровень общеучебных умений и навыков;
• является очень полярным – часть класса проявляет усердие в учебе, заинтересованность предметом, активность на уроках, тщательно выполняет домашние задания; другая часть класса – демонстрирует безразличное отношение к предмету, не усваивает материал, не закрепляет изученное дома и т.п.

Для выявления стилевого многообразия учащихся класса мной, в соответствии с данной методикой, был составлен тест, состоящий из 10 сюжетных картинок (см. Приложение 1). Испытуемым предлагалось ответить на вопрос: "Что изображено на картинке?". Стиль респондента диагностировался, если он устойчиво (от 100 % до 70 % случаев, т.е. не менее 7 раз из 10) определял предлагаемую ситуацию.

Подбор картинок осуществлялся по таким критериям:

a) Многоплановость, детальность

b) Наличие сюжета

c) Вариативность возможных ответов

d) Эмоциональность изображения

e) Наличие определенного действия

Учащиеся класса и учитель прошли диагностику на определение когнитивного стиля.

ИТ – интегрально-теоретический стиль – смысл предъявляемой ситуации воплощен для ученика в одном понятии, при этом ситуация воспринимается в статике. Дети этого типа легко прослеживают причинно-следственные связи, используют знания по смежным предметам, формируют для себя обобщенный образ предметного мира.

ИЭ – интегрально- эмоциональный стиль –обобщенная эмоционально окрашенная оценка ситуации ребенком. Учащиеся с этим типом мышления реагируют живо на эмоциональное изложение информации, мыслят образами.

ИД – интегрально-деятельностный стиль – ситуация воспринимается ребенком в действии как единый смысловой образ. Школьники с таким когнитивным стилем фиксируют динамику процессов, нуждаются в опытно-экспериментальном обосновании материала.

ДТ – дифференциально-теоретический стиль – предъявляемая ситуация устойчиво воспринимается в статике, при этом дифференцируется на множество объектов. Этими детьми информация воспринимается от частного к общему. Они внимательны к мелочам.

ДЭ – дифференциально–эмоциональный стиль – ситуации придается эмоциональная насыщенность за счет введения сюжетной основы или использования ряда эмоционально окрашенных понятий. Дети с этим стилем лучше воспринимают сюжетную линию изложения. Даже задачи для них надо подбирать “с эмоциями”.

ДД – дифференциально–деятельностный стиль – ситуация и объекты рассматриваются фрагментарно и в действии [2].

Анализ полученных данных позволил понять причины “дидактического рассогласования” и снижения интереса к учению. Интегральный стиль мышления учителя согласовывался только с 35% учащихся. Следовательно, чтобы добиться наилучших результатов в организуемом процессе обучения, следовало, вероятно, изменить стратегию наших взаимоотношений и для учащихся каждого когнитивного стиля подобрать оптимальную методику обучения. В целях ликвидации возникшего диссонанса мной была пересмотрена система преподавания в этом классе. С точки зрения логики раскрытия учебного материала для любого интегрального стиля предпочтительны дедуктивные методы, предполагающие переход от рассмотрения ситуации в целом к частным ее элементам. Для дифференциальных стилей, наоборот, предпочтительны индуктивные методы, когда материал сначала изучается в частных элементах, а затем обобщается и предстает в целостной ситуации. Ученики с разными когнитивными стилями по-разному смотрят демонстрационный эксперимент и делают выводы. И это надо учитывать! При использовании одной и той же демонстрации для разных стилей мышления и восприятия должны быть различными задания по наблюдению и уровень детализации при обсуждении увиденного. Еще в большей степени необходимость дифференциации методов обучения в зависимости от когнитивного стиля учащихся возникает при проведении лабораторных работ. По методике ИДП мной был разработан ряд уроков с вариацией по сложности. В каждом модуле (уроке) были выделены учебные элементы, ориентированные на тот или иной когнитивный стиль. Кроме того, я постаралась внести в каждый урок эмоциональные моменты, разделила материал на отдельные учебные элементы (УЭ), предоставив учащимся выбор сложности и стратегии познавательной деятельности. Привожу конспект одного из уроков, проведенных по этой методике.

Практикум по решению задач

УЭ 0. Постановка целей

Дидактическая цель модуля:

Уметь применять теоретические знания при решении стандартных задач, а именно:

• вычислять: механическую работу, мощность, КПД
• выражать результаты измерений и расчетов в единицах СИ: Джоуль, Ватт

УЭ 1. Входной контроль

Частная дидактическая цель:

Актуализация знаний и выяснение степени усвоения учащимися учебного материала с целью дальнейшей ликвидации пробелов

Учащимся Д-типа предлагается заполнить таблицу, в которой имеются пробелы (ячейки вписанные курсивом). При выполнении данного задания учащиеся сталкиваются с вопросом - что должно располагаться в “лишней” ячейке (отмечена знаком*). Ответ на вопрос будет получен в процессе урока.

Учащимся И-типа предлагается составить “физическое древо”, продумав логические связи между формулами (ветвями) самостоятельно.

УЭ 2. Алгоритм решения задач

(представляется на кодопленке или с использованием медиа – проекции, а также раздается на каждую парту)

Частная дидактическая цель:

Ознакомиться с алгоритмом решения стандартных задач на вычисление работы, мощности и КПД.

Для вычисления работы необходимо:

1. Установить, на какое тело идет воздействие
2. Определить силу воздействия (в Ньютонах)
3. Выделить направление движения тела под воздействием данной силы
4. Определить угол между направлением движения и направлением силы:

-) если угол равен 0⁰ или 180⁰ определите по известным формулам

• пройденный путь (в метрах)
• работу (в Джоулях)

-) если угол равен 90⁰ – работа равна нулю

-) если угол отличен от указанных – работу по указанной формуле рассчитать нельзя

Решение задач по алгоритму (без записи в тетрадях):

Задача 1:

Грузовик тянет прицеп с силой 500Н. Вычислить работу, совершаемую грузовиком для перемещения прицепа на 2 км. (обратить внимание: единицы измерения!) 1-й уровень

Задача 2:

Человек массой 60кг поднялся по лестнице на высоту 5м. Какую работу совершил человек? (обратить внимание: сила тяжести!) 2-й уровень

Для вычисления мощности необходимо:

1. Выделить тело, над которым совершается работа
2. Определить значение работы (в Джоулях)
3. Определить время совершения работы (в секундах)
4. Найти мощность по формуле

Решение задач по алгоритму (без записи в тетрадях):

Задача 3:

Вентилятор совершает работу 1кДж за 20с. Определить мощность вентилятора. (обратить внимание: единицы измерения!) 1-й уровень

Задача 4:

Трактор при пахоте за 1мин прошел путь 70м, имея силу тяги 6000Н. Вычислите мощность трактора на крюке. (обратить внимание: единицы измерения, формула работы) 2-й уровень

Для вычисления КПД необходимо:… проговаривается учащимися самостоятельно.

УЭ 3. Решение задачи на расчет механической работы и мощности.

Частная дидактическая цель:

Уметь применять обобщенный алгоритм в новой ситуации

Получить дополнительную формулу для расчета мощности (занести ее в таблицу)

Задача решается учащимися Д-типа пошагово с применением алгоритма и учащимися И-типа с получением конечной формулы. На доске, скрытой от учащихся, проводится аналогичная работа представителями разных стилей. В процессе решения задачи учащимися И-типа обращаем внимание на получение нового выражения для вычисления мощности: N= F•v

Задача 5:

Тепловоз при скорости 21,6 км/ч развивает силу тяги 400000Н. Чему равна работа тепловоза при перемещении состава в течение 1ч?

Задача 6: Задача предлагается с целью обращения внимания учащихся на неформальный подход к решению по алгоритму.

Человек толкает чемодан весом 80Н, и чемодан перемещается по горизонтальной поверхности пола на 2м. Человек действует на чемодан силой 50Н, сила трения 60Н. Какую работу совершила сила тяжести во время перемещения?

УЭ 4. Решение задачи на расчет КПД

Частная дидактическая цель:

Уметь применять формулы для вычисления КПД, работы, мощности в задачах без использования простых механизмов.

Задача решается у доски учащимся Д-типа пошагово с применением алгоритма.

Ученик И-типа предлагает конечную формулу для расчета КПД.

Задача 7:

Ковш экскаватора приводится в движение мотором мощностью 14,7кВт. Ковш за час поднял 500т земли на высоту 2м. Найти КПД ковша экскаватора.

УЭ 5. Рефлексия.

Частная дидактическая цель:

Оценить, достигнута ли цель урока.

Взаимопроверка учащихся по таблице формул и алгоритмам.

УЭ 6. Выходной контроль.

Тестирование.

1. Трактор имеет три скорости: 3,08; 4,18 и 5,95 км/ч . На какой скорости он будет развивать при той же мощности большую силу тяги на крюке?

• 3,08 км/ч
• 4,18 км/ч
• 5,95 км/ч

2. Одинаковую ли мощность развивают двигатели вагона трамвая, когда он движется с одинаковой скоростью без пассажиров и с пассажирами?

• Да, т.к. мощность мотора не зависит от количества пассажиров
• Нет, т.к. чем больше пассажиров, тем больше сила тяжести, сила трения и сила тяги и, следовательно, мощность

3. В каком случае совершается работа?

• Тело, выпущенное из рук, падает на землю
• На столе стоит гиря
• По гладкой горизонтальной поверхности стекла катится шарик.

4. Какую работу совершит мощностью 600Вт за 30с?

• 20 Дж
• 18000 Дж
• 200 Дж
• 180 Дж

5. КПД= 60% . Это значит, что:

• Бесполезная работа больше полезной
• Бесполезная работа меньше полезной
• Полезная работа больше половины полной работы

УЭ 7. Подведение итогов.

Самопроверка по ответам учителя.

Дифференцированное домашнее задание.

Подготовка вариативного учебного содержания, акцент на конкретно-образное мышление большинства учащихся в классе, применение различных способов подачи информации, разработка авторской модульной программы по заключительной теме 7-го класса позволили мне осуществить личностно-ориентированную направленность обучения. Изменение стиля работы резко привело к повышению качества знаний учащихся (% обученности вырос к концу года вдвое!), возникновению интереса к предмету, улучшению дисциплины.

Литература:

1. Берулава М.Н., Берулава Г.А. Технология индивидуализации обучения на основе учета когнитивного стиля. - Бийск, НИЦ БиГПИ, 1996.
2. Коршунова О.В. Учет особенностей мышления при обучении физике (интегративно-дифференцированный подход), лекции. - М.: Педагогический университет “Первое сентября”, 2006.