Дидактична суть проблемного методу навчання.
Сучасна педагогіка як наука знаходиться в процесі постійного розвитку. У міру зміни ролі людини в культурі, економіці і всіх сферах суспільних відносин, змінюються і цілі, які ставить перед собою освіта, удосконалюються педагогічні методи, з'являються нові ідеї.
Сучасному студенту, в тому числі і, студенту коледжу ПДАТУ, для успішної професійної діяльності необхідна серйозна спеціальна підготовка, яка включає в себе і знання з вищої математики. Такий рівень математичної підготовки досягається в процесі навчання, що орієнтоване на широке розкриття зв'язків вищої математики з оточуючим світом і сучасним виробництвом.
Сучасну систему навчання не можна визнати повноцінною, якщо вона не буде включати елементи проблемності. Однак, на сьогодні проблемне навчання швидше є теоретичною моделлю активного навчання, ніж результатом реалізації його на практиці як цілісного процесу.
Проблемне навчання – це тип розвиваючого навчання, в якому поєднуються систематична самостійна пошукова діяльність студентів із засвоєнням ними готових висновків науки.
При проблемному методі навчання знання в основному не передаються студентам у готовому вигляді, а здобуваються ними в процесі самостійної пізнавальної діяльності в умовах проблемної ситуації.
Перевагою такого підходу є почуття радісного задоволення, що виникає після “благополучного” виходу з важкої ситуації. Крім того, психічний стан інтелектуального утруднення, що виникає в студента в процесі розв’язання проблемної задачі, призведе до міцного розуміння і запам’ятовування не тільки нових понять, фактів, але і їхніх причин та наслідків.
Проблемне навчання забезпечує можливості творчої участі студентів в процесі засвоєння нових знань, формування пізнавальних інтересів і творчого мислення, високий ступінь органічного засвоєння знань і мотивації. Фактично основою для цього є моделювання реального творчого процесу за рахунок створення проблемної ситуації і управління пошуком розв’язання проблеми. При цьому усвідомлення і розв’язання цих проблемних ситуацій відбувається при оптимальній самостійності студентів, але під загальним керівництвом педагога в ході сумісної взаємодії.
Центральне місце в проблемному навчанні займає дослідницький метод, який сприяє активізації саме пізнавальної і розумової діяльності студентів. Цей метод полягає в тому, що процес навчання подібний процесу наукового дослідження, розуміється в спрощеній формі, доступній студентам: виявлення невідомих фактів, які підлягають дослідженню (ядро проблеми); уточнення і формулювання проблеми; висунення гіпотез; складання плану дослідження; здійснення цього плану; дослідження невідомих фактів та зв’язок з іншими; перевірка висунутих гіпотез; формулювання результату; оцінка значимості одержаного знання, можливостей його застосування. Навчальна проблема, тобто те, що досліджується в процесі проблемного навчання і та істина, що студенти відкривають, для науки не є новим. Але це є новим для студентів і вони відчувають себе і мислять як першовідкривачі.
В даний час проблемне навчання є не стільки педагогічною технологією, скільки методикою або навіть підходом до навчання, і залежно від рівня тієї чи іншої своєї складової, може служити різним цілям і органічно застосовуватися в різних діючих педагогічних технологіях. Розглянемо докладніше основу проблемного навчання і його організацію.
Постановка педагогом проблемних завдань ставить своєю метою активізацію зусиль студентів по розв’язанню відповідного протиріччя. Такі педагоги, як Александров Г.Н. [1], Бабанський Ю.К. [2], Кудрявцев В.Т. [30], Лернер І.Я. [41], Махмутов М.І. [51] вважають, що продуктивну пізнавальну діяльність студентів в умовах проблемного навчання можна звести до наступних основних характерних етапів:
- виникнення (постановка) проблемної ситуації;
- усвідомлення суті утруднення (суперечності) і постановка проблеми (формулювання проблемного завдання);
- пошук способу розв’язання проблемної задачі шляхом ітерації припущень, гіпотез і т.п. із спробою відповідного обґрунтування;
- доказ гіпотези, перевірка правильності розв’язання проблемної задачі.
Основним поняттям проблемного навчання є проблемна ситуація, що є інтелектуальним утрудненням студента, що виникає у тому разі, коли він не знає, як пояснити виникле явище, факт, процес дійсності, не може досягти мети відомим їй способом, що спонукає студента шукати новий спосіб пояснення або спосіб дії. Проблемна ситуація обумовлює початок мислення в процесі постановки і розв’язання проблеми.
Незалежно від вибору методу викладання матеріалу і організації навчального процесу, в основі проблемного навчання лежить послідовне і цілеспрямоване створення проблемних ситуацій, мобілізуючи увагу і активність студентів. Форма представлення проблемних ситуацій аналогічна до тієї, що застосовується в традиційному навчанні: це навчальні завдання і питання. Разом з тим, якщо в традиційному навчанні ці засоби застосовуються для закріплення навчального матеріалу і засвоєння навичок, то в проблемному навчанні вони служать передумовою для пізнання.
У зв'язку з цим, одне і те ж завдання може бути або не бути проблемним, в залежності, в першу чергу, від рівня розвитку студентів. Завдання стає проблемним, якщо воно носить пізнавальний, а не закріплюючий, тренувальний характер. Все це і визначає характер проблемного навчання.
М.І. Махмутов [52] визначає проблемну ситуацію як інтелектуальне утруднення людини, що виникає у разі, коли вона не знає, як пояснити виникле явище, факт, процес дійсності, не може досягнути мети відомим їй способом, що спонукає її шукати новий спосіб пояснення або спосіб дії.
Тому проблемною можна назвати ту ситуацію, коли студент не може пояснити для себе об'єктивно виниклу суперечність, не може дати відповідей на об'єктивно виникаючі питання, оскільки ні наявні знання, ні інформація, що міститься в проблемній ситуації, не містять на них відповідей і не містять методів їх знаходження. З погляду психології [9] це і служить передумовою для появи розумової активності по виявленню і розв’язанню проблем. При цьому, як вже наголошувалося, проблемна ситуація матиме дидактичний характер, тільки якщо вона знаходиться в зоні найближчого розвитку, тобто, створюючи значні труднощі, все-таки об'єктивно може бути задоволена тими, хто навчається.
Проблемні ситуації зазвичай класифікуються за різними критеріями: за спрямованістю на пошук нових знань або способів дії, на виявлення можливості застосування відомих знань і способів в нових умовах і т.д.; за рівнем проблемності залежно від того, наскільки гостро виражені суперечності; за дисциплінами і предметами, в яких допустиме застосування тих або інших проблемних ситуацій і так далі.
Найбільш функціональним і поширеним є розподілення проблемних ситуацій за характером змістовної сторони суперечностей на чотири типи, які, на думку М.І. Мамутова [51], є загальними для всіх навчальних предметів:
- Недостатність колишніх знань для пояснення нового факту, колишніх умінь для розв’язання нового завдання.
- Необхідність використовувати раніше засвоєні знання і (або) уміння, навички в принципово нових практичних умовах.
- Наявність суперечності між теоретично можливим шляхом розв’язання задачі і практичної нездійсненності вибраного способу.
- Наявність суперечності між практично досягнутим результатом виконання навчального завдання і відсутністю знань для його теоретичного обґрунтування.
Джон Дьюї [17], який вважається основоположником американської педагогіки і одним з ідеологів популяризації проблемного навчання, пропонував різні способи створення проблемних ситуацій: підведення дітей до суперечності і пропонування їм самим знайти розв’язання; зіткнення суперечності практичної діяльності; викладання різних точок зору на одне і те ж питання; пропонування розглянути явище з різних позицій; спонукати робити порівняння, узагальнення, висновки.
М.І. Махмутов [51] у теорії проблемного навчання виділяє десять дидактичних способів створення проблемних ситуацій, які можуть бути узяті педагогом за основу створення варіативної програми проблемного навчання:
- Спонукання до теоретичного пояснення фактів, зовнішньої невідповідності між ними.
- Використання ситуацій, що виникають при виконанні навчальних завдань, а також в процесі їх звичайної життєдіяльності, тобто тих проблемних ситуацій, які виникають на практиці.
- Пошук нових шляхів практичного застосування того чи іншого явища, що вивчається, факту, елементу знань, навичок або уміння.
- Спонукання до аналізу явищ дійсності, що породжують суперечності між життєвими (побутовими) уявленнями і науковими поняттями про них.
- Висунення припущень (гіпотез), формулювання висновків і їх досвідчена перевірка.
- Спонукання до порівняння, зіставлення фактів, явищ, теорій, що породжують проблемні ситуації.
- Спонукання до нових фактів, до попереднього узагальнення, на основі наявних знань, що сприяє ілюстрації недостатності останніх для пояснення всіх особливостей фактів.
- Ознайомлення з фактами, що привели в історії науки до постановки наукових проблем.
- Організація міжпредметних зв'язків з метою розширити діапазон можливих проблемних ситуацій.
- Варіювання, переформулювання завдань і питань.
Як важливий, і в деяких випадках, необхідний елемент проблемного навчання можна застосовувати такі проблемні ситуації, які знаходяться в зоні актуального вивчення того чи іншого предмету, що сприяє більшій свободі студентів і підвищує їх творчу активність.
Для досягнення максимальної ефективності навчального процесу постановка проблемних завдань повинна здійснюватися з урахуванням основних логічних і дидактичних правил: відділення невідомого від відомого, локалізації (обмеження) невідомого, наявність у формулюванні проблеми невизначеності, визначення можливих умов для успішного розв’язання і т.д. Необхідно враховувати психологічні особливості засвоєння матеріалу, рівень підготовки студентів, їх мотиваційні критерії. У зв'язку з цим, можна сформулювати наступні правила створення проблемних ситуацій [52].
По-перше, проблемні ситуації обов'язково повинні містити посильне пізнавальне утруднення. Розв’язання задачі, що не містить пізнавального утруднення, сприяє тільки репродуктивному мисленню і не дозволяє досягати цілей, які ставить перед собою проблемне навчання. З іншого боку, проблемна ситуація, що має надмірну для студентів складність, не має істотних позитивних наслідків для їх розвитку, в перспективі знижує їх самостійність.
По-друге, хоча проблемна ситуація і має абстрактну цінність - для розвитку творчих здібностей студентів, але найкращим варіантом є поєднання з матеріальним розвитком: засвоєнням нових знань, умінь, навичок. З одного боку, це служить безпосередньо освітнім цілям, а з іншого боку сприяє мотивації студентів, які усвідомлюють, що їх зусилля у результаті отримали певний вираз, відчутніший, ніж підвищення творчого потенціалу.
І по-третє, проблемна ситуація повинна викликати інтерес студентів своєю незвичністю, несподіванкою, нестандартністю. Такі позитивні емоції, як здивування, інтерес служать сприятливою підмогою для навчання. Одним з найдоступніших і дієвіших методів досягнення цього ефекту служить максимальне акцентування суперечностей, спеціально організованих викладачем з метою більшої ефектності проблемної ситуації.
Від того, наскільки вірно поставлена проблемна ситуація, залежить не тільки ефективність, але і можливість подальшого проблемного навчання. З погляду студентів цей етап характеризується фазою сприйняття матеріалу і його попереднього аналізу. При правильній постановці проблемної ситуації у студентів збуджується інтерес і з'являється мотивація до її вивчення. Проблемна ситуація створює необхідні передумови для розгортання навчально-пошукової діяльності студентів, яка починається зі спроби усвідомлення утруднення і постановки проблеми. Цей етап в концепції проблемного навчання є найважливішим для формування наукового світогляду і розвитку потенціалу самостійної роботи студентів. З одного боку, його проходження є об'єктивно необхідним для подальшого дозволу суперечності і логічного завершення проблемного навчання. А з іншого боку, навички проходження такого етапу стають безцінними для формування у студента здібності до самостійної наукової творчості. Відомо, що знаходження і постановка проблеми, її чітке формулювання часто вимагає більших інтелектуальних зусиль, ніж подальше розв’язання. Самостійна постановка проблемного завдання говорить про те, що студенти вже наблизилися до її розв’язання і в (можливо, несвідомо) думках здійснюють цикли проблема-гіпотеза-перевірка.
Усвідомлене і сформульоване проблемне завдання припускає появу серії проблемних питань. Ці проблемні питання трансформують проблемне завдання в модель пошуку розв’язання, де розглядаються різні шляхи, засоби і методи розв’язання.
Подальша діяльність студентів вже відповідає процесу збору інформації про ознаки і властивості елементів, які складають проблемну ситуацію. За підсумками такого збору наступає фаза вироблення інструментальної гіпотези розв’язання проблеми.
Слід, слід зазначити, що збір інформації про елементи і їх аналіз характерний не для всіх студентів. Деякі можуть керуватися, перш за все, науковою і творчою інтуїцією, коли гіпотеза будується не на підставі наявних фактів, а іноді і стоїть в суперечності з ними. У історії відомо немало випадків найбільших наукових відкриттів, зроблених, в першу чергу, на підставі інтуїції, тому при проблемному навчанні такий творчий підхід до проблемної ситуації не тільки не присікається, але і до певної міри вітається.
Проте для більш комплексного розвитку студентів цим навчальний процес не обмежується: після пред'явлення гіпотези пропонується обґрунтувати її і перевірити, наскільки вона відповідає початковим умовам проблемного завдання. В цілому вироблення гіпотез, їх перевірка і коректування можуть проходити значну кількість інтеграцій. Тому зворотною стороною проблемного навчання (якщо не розглядати ефективність засвоєння матеріалу) стає певне зменшення об'єму знань, умінь і навичок, яке можна передати студентам за той же термін в порівнянні з традиційним навчанням.
Після доведення гіпотези, що виконується шляхом виведення з неї наслідків і їх перевірки, здійснюється остаточний етап: оцінка знайденого розв’язання, визначення того, наскільки воно придатне для розв’язання інших завдань. Надалі закріплення отриманих знань може здійснюватися як по традиційній схемі – із застосуванням репродуктивних методів, так і знову в рамках проблемного навчання (вірніше, з елементами проблемного навчання) – шляхом видозміни умов початкової проблемної ситуації.
Приведена вище схема етапів проблемного навчання відображає і основні етапи організації сучасного проблемного заняття. Разом з тим, проблемне навчання не відмовляється повністю від не проблемних методів викладу (пояснювально-ілюстративного і репродуктивного), тому вони також можуть застосовуватися на проблемному занятті. Від традиційного його в цьому випадку відрізняє методика подачі навчального матеріалу: проблемні завдання ставляться до пояснення засвоюваного матеріалу, а не після. Крім того, важливою відмінністю є те, що на проблемному занятті актуалізація придбаних знань не акцентується, має прихований характер, оскільки відбувається в процесі подачі нового матеріалу, в процесі розв’язанні нових проблемних задач.
Вибір способів завдання проблемних ситуацій залежить від змісту навчального матеріалу, вікових і індивідуальних особливостей студентів, їхньої підготовленості до розв’язання навчальних проблем. Для кращого використання цього методу в процесі навчання необхідно розробити систему самостійних робіт для студентів, принципи добору навчального матеріалу для вивчення його шляхом постановки проблем.
Проблемне навчання, як і всякий дидактичний метод, не може мати універсального характеру. Він є одним з методів, але більш широкого масштабу, що повинен застосовуватися поряд з іншими методами.
Тільки використовуючи сукупність різних методів і видів робіт студентів на заняттях і вдома, викладач може досягти значних результатів у своїй педагогічній діяльності.
Специфіка цілей і методів проблемного навчання істотно змінює роль викладача в педагогічному процесі і обґрунтовує появу нових вимог до педагога. Можна виділити наступні основні завдання, які ставить перед викладачем проблемне навчання [48]:
- Інформативне забезпечення.
- Напрям дослідження.
- Зміна змісту і (або) структури навчального матеріалу.
- Заохочення пізнавальної активності студентів.
Під інформативним забезпеченням в даному випадку розуміємо, звичайно, не надання знань в готовому вигляді. По-перше, йдеться про постановку проблемних ситуацій, в ході яких студенту дається той самий мінімум інформації, який необхідний для виникнення суперечності (або також – залежно від способу створення проблемної ситуації - неістотна інформація, покликана завуалювати методи, відповідні для розв’язання проблемного завдання). А по-друге, йдеться про інформацію, потрібну для успішного розв’язання проблемного завдання, яке на даному етапі виходить за рамки зони найближчого розвитку студента. Пошук решти всієї інформації здійснюється студентами самостійно або за допомогою педагога, але все таки в рамках пошуку, а не засвоєння.
Наступне завдання – напрям дослідження: характеризує положення педагога при проблемному навчанні. Педагог перестає бути джерелом знань, а стає помічником або керівником в пошуку цих знань – залежно від конкретного методу навчання і рівня проблемної ситуації для студентів. Особливість проблемного навчання полягає в тому, що педагог одночасно виступає і як координатор або партнер (в ході кожного етапу навчання), і як керівник навчання (якщо розглядати навчання як єдине ціле). Педагог організовує весь процес навчання і, у разі потреби, включається в нього для підтримки процесу в необхідному руслі. Крім того, до окремого аспекту цього завдання, педагога можна віднести організацію і методичне забезпечення виконання завдання в групі студентів, коли таке втручання об'єктивно необхідне.
Завдання по зміні змісту і (або) структури навчального матеріалу стоїть не тільки перед конкретним педагогом, а перед всією освітньою системою: в порівнянні з традиційною концепцією навчання при проблемному навчанні через об'єктивні причини може бути вивчений менший об'єм конкретного матеріалу, і воно вимагає істотної зміни структури навчального матеріалу з метою додання йому характеру проблемності. Через інертність системи освіти і невеликого на даний момент об'єму практичних розробок цю задачу зараз доводиться вирішувати самим педагогам: створювати органічну систему проблемних ситуацій і адаптувати її з урахуванням індивідуальних темпів засвоєння навчального матеріалу.
І, нарешті, розглянемо завдання заохочення пізнавальної активності студентів. У класифікації дидактичних технологій по основному напряму модернізації традиційної системи проблемне навчання віднесене до педагогічних технологій на основі активізації і інтенсифікації діяльності студентів [2], тому зупинимося на цьому завданні детальніше.
Необхідність активності студентів в процесі навчання усвідомлювалася в педагогіці завжди. Досягалася вона різними методами, заснованими, в першу чергу, на зовнішній мотивації. У сучасній дидактиці признається пріоритет інтелектуальної активності, що походить від внутрішньої мотивації студентів, від усвідомленої потреби в засвоєнні знань і умінь, що забезпечує велику ефективність навчального процесу [61].
Пізнавальна активність може бути присутньою і до початку конкретного процесу навчання, проте її рівень не є абсолютним: він може як підвищуватися, так і знижуватися. Завданням освітньої технології при цьому є виховання, підтримка і підвищення пізнавальної активності, що може бути досягнуте шляхом цілеспрямованих педагогічних дій на студента.
Що стосується проблемного навчання, то в його рамках пізнавальна активність студентів перетворюється, з одного боку, в одну з найважливіших цілей і, з іншого боку, в один з необхідних елементів педагогічного процесу, без якого сам процес проблемного навчання немислимий. При проблемному навчанні мислення студентів активізується шляхом створення проблемних ситуацій, формування постійного пізнавального інтересу, освоєння студентами навичок роботи з невідомим, проблемами і суперечностями, що у результаті при правильному підході формує основу особи, природним чином закріплюється в її характеристиках.
Розглянемо, які вимоги до педагога можна виділити виходячи із завдань проблемного навчання і специфіки ролі викладача в такому педагогічному процесі.
Для того, щоб діяльність студентів зберігала пошуковий, самостійний характер, педагог повинен так організувати навчальний процес, щоб він вирішував виникаючі задачі разом з ними, здійснював сумісний пошук, який спирається не на розділення функцій між викладачем і студентом, а на розподіл між ними послідовних етапів розв’язання навчальної задачі, тобто набуває характеру спільно-розподіленої діяльності. Ступінь і форми участі в цьому випадку визначаються фактичними можливостями студента, у міру розширення яких викладач повинен передавати учневі все більш і більш обширні функції.
При цьому, для досягнення найбільшої ефективності навчального процесу педагог повинен орієнтуватися не стільки на фактичні результати вже здійснених студентом дій, скільки на прогностичну оцінку його можливості визначити напрям і зміст чергового етапу пошуків. Відповідно до такої прогностичної оцінки педагог перебудовує умови навчального завдання на кожному черговому етапі її розв’язання.
Тому, якщо для ефективного управління процесом засвоєння знань викладач повинен послідовно впроваджувати в життя відповідний алгоритм, коректуючи його з урахуванням фактичних результатів засвоєння, то організація проблемного навчання вимагає від викладача уміння аналізувати реальний хід процесу і на цій основі будувати прогноз його подальшого розгортання, змінюючи відповідно до нього умови навчального завдання. У таких умовах педагог повинен володіти здібностями рефлексії і оперативним мисленням.
В процесі розв’язання задачі студентами педагог повинен своєчасно виявляти і усувати обставини, які гальмують хід розумової діяльності, не надаючи на розвиток студентів сприятливої дії. Таких обставин може бути декілька. Це і фіксація студента на тому або іншому способі дії, коли студент намагається застосувати один або декілька добре засвоєних ним алгоритмів для розв’язання різнотипних завдань. Це і невміння студентів виділяти істотні аспекти в проблемному завданні, абстрагуючись від деталей, що вводять в оману. З іншого боку, педагог повинен пам'ятати, що такі обставинами можуть бути не тільки пов'язані з студентами, але і виходити від нього – надмірне втручання і допомога викладача сприяє зниженню активності і самостійності студентів.
Найбільшу трудність для педагога, орієнтованого, перш за все, на традиційні методи навчання, може представляти виховання активності студента і розвиток їх творчих здібностей. Це вимагає від нього тонкого відчуття психології студентів, напевно невідомо, чи є це педагогічним даруванням або є можливість цілеспрямованого самовиховання таких якостей. Проте, можна привести декілька ознак такого підходу педагога, при якому дія на студентах буде найбільш сприятливою.
Так, в процесі розв’язання проблемної задачі викладач повинен прагнути захопити студентів проблемою і процесом її дослідження, використовуючи мотиви самореалізації, змагання, створюючи максимум позитивних емоцій (радість, здивування, симпатія, успіх). Педагог повинен проявляти терпимість до помилок студентів, що допускаються ними при спробах знайти власне розв’язання, а також до невміння сформулювати, обґрунтувати і (або) захистити свою позицію. Будучи авторитетним в очах студентів, він може підвищити їх навчальну активність, якщо культивуватиме і підкреслюватиме їх значущість, формуватиме у студентів віру в себе, упевненість в своїх силах. Для розвитку творчого підходу педагогові слід не допускати формування конформного мислення, тобто орієнтації на думку більшості, заохочувати до ризикованої поведінки і прояв інтуїції студентом, стимулювати прагнення до самостійного вибору цілей, завдань і засобів їх розв’язання у поєднанні з відповідальністю за ухвалені розв’язки.
У результаті можна відмітити, що проблемне навчання, націлене багато в чому на мобілізацію творчих сил студентів, вимагає в такому ж ступені наявність творчих характеристик і у самого педагога.