Формирование метапредметных навыков в деятельности решения открытых химических задач

Разделы: Химия, Общепедагогические технологии, Дополнительное образование

Классы: 10, 11


Специфической особенностью интеллекта является обобщенное познавательное умение конструировать и решать задачи. Но часто учебные задачи совершенно не связаны с теми, которые ставит перед нами реальная действительность. Проблема различия между школьными и жизненными задачами может быть решена внедрением в учебный процесс открытых (творческих, изобретательских) задач.

Признаки открытой задачи: 1) вместо четкой и однозначной трактовки – «размытое условие», из которого понятен требуемый результат, но недостаточно ясно, как действовать и что использовать при решении; 2) вместо одного явно напрашивающегося способа решения – разнообразие путей решения, часто не линейных, требующих попутного преодоления возникающих препятствий; 3) вместо единственно правильного ответа – «веер» ответов, приводящих к достижению требуемого результата [1].

Когда известного математика Давида Гилберта спросили, какая задача сейчас для науки наиболее важна? Он ответил: поймать муху на обратной стороне Луны. Его переспросили: а кому это нужно? Он ответил: это никому не нужно, но подумайте, сколько важных сложнейших задач нужно решить, чтобы это осуществить. 2 000 лет алхимики занимались поиском философского камня и эликсира бессмертия, не нашли, но заложили основы современной химии, изобрели химическое оборудование, не устаревшее до наших дней, открыли множество веществ и разработали способы их получения. Можно с уверенностью утверждать, что если бы перед учёными была поставлена задача, основывать и развивать научные методы по их усмотрению, то даже за объявленные премии они не сделали бы так много. В этом удивительная сила воздействия творческой задачи на психологию человека.

Если моделировать для школьников открытые задачи, являющиеся неразрешимыми в системе отсчета самого ученика, то подобное содержание занятия активизирует школьника к применению не только всех имеющихся знаний, но и интуиции, фантазии, воображения, всего того, с чего начинается творчество. Столкновение с открытыми задачами способствует формированию креативного мышления как способности и готовности к творчеству, характеристики личности, востребованной в самых различных сферах жизни.

Работа по формированию креативного мышления должна быть системной и непрерывной: развитие творческого воображения и фантазии (начальные классы), развитие творческого воображения плюс развитие системности мышления (средние классы), развитие творческого воображения плюс развитие системности мышления, плюс развитие диалектичности мышления (старшие классы) и далее до 3-го возраста. Лишь при этом условии педагогическая деятельность станет «ключиком» к развитию сильного и организованного мышления.

Регулярное столкновение с творческими задачами также необходимо формирующемуся уму, как витамины растущему организму. Поэтому начинать нужно с младших школьников. Если вы начали этот процесс в более зрелом возрасте, то «в пути» вам придётся ещё и бороться с «замками» психологической инерции мышления [2].

Программа авторского курса «Основы химии для начальной школы» [3], которая реализуется в Лицее №130 города Екатеринбурга, предусматривает в качестве обязательного вида учебной деятельности решение и конструирование экспериментальных химических задач с целью развития «чувства вещества» и формирования опыта химического творчества младших школьников. Информационная карта учебного занятия, в ходе которого младшие школьники решают открытую химическую задачу в формате программы «Основы химии», приведена в Приложении 1.

В процессе решения творческой задачи закономерно возникает внутриличностный конфликт между желанием решить задачу и осознанием отсутствия в индивидуальном опыте готовых средств её решения. Поскольку индивидуальный опыт, способности и возможности каждого школьника уникальны, то организация творческого поиска решения является для учителя непростой методической задачей. Как организовать учебный процесс, чтобы развивать творческие способности всех учащихся?

Во-первых, необходимо изменить структуру занятия таким образом, чтобы решатель из объекта обучения становится субъектом творчества, а знания из предмета усвоения становятся средством достижения некоторой креативной (созидательной) цели. Указанная структура занятия необходима для поддержания устойчивой положительной мотивации до окончания занятия, ощущения успеха и желания перейти к следующему этапу работы. Креативный урок по формату ближе к психологическому тренингу, его «мозаичная структура» состоит из восьми блоков [4].

Удивляй!: необходим для компенсации информационных перегрузок, пробуждения поисковой активности перед включением учащихся в интеллектуальную работу. Содержательно данный блок представляет демонстрационные опыты, фокусы с веществами, вызывающие удивление, пробуждающие любознательность и интерес к исследованию.

Узнавай! этот блок содержит программный материал урока по определённой теме, подлежащий усвоению, но насыщен эвристическими заданиями на развитие творческого воображения. Чередование видов деятельности направлено на поддержание интереса учащихся и стремления перейти к следующему этапу работы.

Перезагружай! психологическая разгрузка осуществляется в процессе выполнения двигательных упражнений с мышечным напряжением и расслаблением, попеременной работой правой и левой руки, которые на фоне положительной эмоциональной релаксации (например, напевания песенки) способствуют переключению центрального нервного возбуждения на периферическое, гармонизации работы полушарий головного мозга и, тем самым, ослабляют умственное и нервное напряжения.

Экспериментируй! в конструкции головоломки реализована оригинальная изобретательская идея, разгадка которой (решение головоломки) пробуждает интеллектуальную активность и творческую мысль с целью создания представляемого образа, в состоянии такого «незавершённого играмыслительного гештальта» учащиеся уходят на перерыв и будут с нетерпением ждать продолжения урока.

Актуализируй! (после перерыва): этот блок содержит творческие задания, для выполнения которых нужна смекалка и навыки логического мышления, их проявление актуализирует приёмы умственной деятельности и настраивает учащихся на продуктивную работу во второй части занятия.

Решай!: этот блок системно связан с предыдущими блоками занятия, но содержит более сложные эвристические задачи для командного решения (с использованием приёмов научного ТРИЗ), которые в формате интеллектуального соревнования организуют активную деятельность учащихся с целью закрепления в их индивидуальном опыте приобретённых приёмов творчества.

Виртуализируй! блок компьютерной интеллектуальной поддержки позволяет использовать для выполнения творческих заданий дополнительные возможности компьютерной среды, такие как мультимедийные эффекты и интерактивное взаимодействие. Переход от выполнения действий с реальными объектами к выполнению действий с виртуальными объектами переводит деятельность учащихся с внешнего плана на внутренний уровень, где, как известно, осуществляются разные формы мыслительных операций.

Рефлексируй! это блок обратной связи, эмоциональной оценки занятия, ориентированный на развитие рефлексии учащихся по двум направлениям: оценка задач, которые надо было решать (интересно-не интересно) и оценка своих ресурсов: насколько успешно задачи были решены (справился - не справился).

Во-вторых, нужно использовать приёмы развития творческого мышления, важнейшие из которых: методы управляемого творческого воображения, методы системного мышления и методы диалектического мышления. Одним из наиболее признанных методов является теория решения изобретательских задач Генриха Альтшуллера [5].

В-третьих, обучение творчеству осуществляется через решение открытых задач, поэтому необходимо менять содержание занятия: вводить задания для активизации мыслительной деятельности (пример задания из авторского сборника «Рабочая тетрадь Решателя» приведен в Приложениях 2-5) и элементы научного поиска решения, такие как моделирование, например [6].

Задачи открытого типа составляются таким образом, что невозможно найти решение напрямую в источниках, нужно изменить, улучшить что-то уже существующее или даже предложить нечто принципиально новое. Процесс поиска решения задачи формирует умение выдвигать гипотезы и требует от школьников навыков работы с большими объемами информации, способности выйти за пределы предметной области и креативного подхода к решению задачи, осуществить самостоятельный выбор способа действия и самооценку полученного результата, другими словами, те навыки, которые сегодня называются с приставкой мета- [7].

Технологии мета-обучения (metalearning), входящие в практику пока немногих школ, ставят главными целями формирование осознанной мотивации к постоянному развитию личных ресурсов учащихся для эффективного их применения в условиях новых вызовов современного мира [8]. Одним из образовательных форматов, в котором, на мой взгляд, комплексно реализуются главные цели мета-обучения, является химический турнир школьников.

Химический Турнир [9]  –  это командное состязание старшеклассников по решению открытых задач из области химической науки и технологии. В процессе решения турнирных задач и защиты решения учащиеся осваивают универсальные принципы и стратегии познания. Универсальные, потому что они находятся не только за границами урока химии, но и вне школы вообще.

Обсуждая новые образовательные технологии, мы часто говорим: как можно использовать эти технологии на уроках? Но правильнее формулировать вопрос таким образом: как может та или иная технология улучшить результат урока? Умение работать в команде, критическое мышление, проективное мышление, креативность, способность к самообучению, умение оценивать результаты своей деятельности, умение вести полемику, корректно взаимодействовать внутри профессионального сообщества, презентовать себя и свои идеи, способность к обработке большого объема информации, системность мышления – такой набор метапредметных навыков «в активе» участников химического Турнира – всё то, чему нужно учиться школьникам сегодня.

А начало всему – освоение способов решения открытых задач. Этому научить сложнее, но дать школьнику инструменты (приемы) научного творчества для нахождения (изобретения) решения открытой задачи нужно и полезно.

Ссылки на источники информации

  1. Гин А.А Приемы педагогической техники: Свобода выбора. Открытость. Деятельность. Обратная связь. Идеальность./ Пособие для учителя. М.: ВИТА-ПРЕСС, 2010. – 112 с.
  2. Михайлов В.А., Горев П.М., Утёмов В.В. Научное творчество. Методы конструирования новых идей. /Учебное пособие. Киров: Изд-во МЦИТО, 2014. – 94 с.
  3. Пашкевич С.В. Основы химии: программа развивающего курса для начальной школы. – Екатеринбург: ООО «Изд-во УМЦ УПИ», 2011 – 28 с.
  4. Зиновкина М. М. Многоуровневое непрерывное креативное образование и школа. Пособие для учителей. – М.: Изд-во «Приоритет-МВ», 2002. – 48 с.
  5. Альтшуллер Г.С. Найти идею. Введение в теорию решения изобретательских задач. – Петрозаводск: Изд-во «Скандинавия», 2003. – 240 с.
  6. Еремин В. В., Дроздов А. А. Методика решения задач в школьном курсе химии. Материалы дистанционного курса повышения квалификации. Лекции 1-4. М.: Педагогический университет «Первое сентября», 2012. – 80 с.
  7. Гин А., Баркан М. Фактор успеха: учим нестандартно мыслить. М.: ВИТА-ПРЕСС, 2016. – 80 с.
  8. Чаусов И. Метапредметный подход в преподавании естественнонаучных дисциплин. Изд-во НИИ ИСРОО, 2010. [Электронный ресурс], http://www.slideboom.com/presentations/434618/ (дата обращения: 25.06.2019)
  9. Свердловский Химический Турнир Школьников. Свердловская региональная общественная организация "Центр образовательных и научных инициатив "Развитие". [Электронный ресурс], URL: http://easychem.ru/scyt2017 (дата обращения: 17.07.2019)