VI. Проектирование технологии проблемного обучения

Проблемное обучение основывается на теоретических положениях американского философа, психолога и педагога Дж. Дьюи. Дидактические подходы разрабатывались им как альтернатива традиционной, ставшей авторитарной, системе обучения.

Согласно философским и психологическим воззрениям автора, мыслить человек начинает тогда, когда сталкивается с трудностями преодоление которых имеет для него важное значение. В каждом полном акте мышления присутствуют следующие этапы (ступени):

1) Ощущение трудности;

2) Ее обнаружение и определение;

3) Выдвижение замысла ее разрешения (формулировка гипотезы);

4) Формулировка выводов, следующих из предполагаемого решения (логическая проверка гипотезы);

5) Последующие наблюдения и эксперименты, позволяющие принять или отвергнуть гипотезу.

Впоследствии за трудностями, которые нужно преодолеть в процессе поиска решения закрепилось название «проблемы». Правильно построенное обучение, по мнению Д. Дьюи, должно быть проблемным.

Теория проблемного обучения начала интенсивного разрабатываться в нашей стране в 60-е гг. ХХ в. в связи с поиском способов активизации, стимулирования познавательной деятельности учащихся, развития их самостоятельности. Большое значение для становления теории проблемного обучения имели работы психологов, сделавших вывод о том, что умственное развитие характеризуется не только объемом и качеством усвоенных знаний, но и структурой мыслительных процессов, системой логических операций и умственных действий, которыми владеет учащийся (Т.В. Кудрявцев, Н.А. Менчинская, С.Л. Рубенштейн), и раскрывших роль проблемной ситуации в мышлении и обучении (А.М. Матюшкин).

Опыт применения проблемного обучения в учебных заведениях был исследован И.Я. Лернером и М.И. Махмутовым, которые разработали его теоретические основы и технологические подходы реализации.

При этом М.И. Махмутов считал, что проблемное обучение – это тип обучения при котором преподаватель систематически создает проблемную ситуацию и организует деятельность обучающихся по решению учебной проблемы.

В настоящее время под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством педагога проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность обучающихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие самостоятельных мыслительных способностей.

Изучение одного и того же материала по своему научному содержанию можно осуществлять по – разному с точки зрения применяемых методов, средств и организационных форм. В зависимости от технологии обучения можно получить различный развивающий и воспитательный эффект.

Так, систематически применяя прогрессивные методы активизации познавательной деятельности, позволяющие включать обучаемых в процесс творческого усвоения знаний, можно способствовать развитию творческих способностей студентов. И, наоборот, если человека постоянно приучать усваивать знания и умения в готовом виде, можно и притупить его природные творческие способности – «разучить» думать самостоятельно. В максимальной степени процесса мышления проявляется и развивается при решении проблемных задач.

Традиционное проблемное обучение резко отличаются друг от друга по схемам их построения.

Логика учебного процесса традиционной технологии и технологии проблемного обучения.

Технология проблемного обучения – это специально созданная система специфических приемов и методов, которые способствуют тому, чтобы обучаемый самостоятельно добывал знания и учился самостоятельно их применять в решении новых познавательных и практических задач, а не получал знания в готовом виде или решал задачи по образцу.

Таблица 1 – Характеристики традиционного и проблемного обучения

Традиционное обучение	Технология проблемного обучения
Актуализация опорных знаний	Актуализация опорных знаний
Постановка и осознание учебных целей и задач. Стимулирование мотивов учения.	Постановка и осознание учебных целей и задач. Создание проблемной ситуации.
Восприятие новой информации преподавателя.	Анализ ситуации, осознание сущности затруднения и постановка учебной проблемы, формулирование проблемной задачи.
Осмысление, обобщение и систематизация новых знаний.	Нахождение способа решения задачи путем выдвижения гипотезы и ее обоснования.
Закрепление знаний.	Доказательство или опровержение гипотезы.
Применение знаний на практике, выработка умений и навыков.	Проверка правильности решения проблемы.
Проверка и анализ результатов обучения. Оценка деятельности.	Обобщение правильности решения проблемы.

Теория проблемного обучения, как любая новая теория, имеет свой собственный понятийный аппарат. В работах многих ученых был выделен ряд основных понятий этой теории:

- проблемная ситуация;

- учебная проблема;

- проблемная задача;

- проблемный вопрос.

Проблемное обучение основано на создании особого вида мотивации – проблемной, поэтому требует адекватного конструирования дидактического содержания материала, который должен быть представлен как цепь проблемных ситуаций.

В самом общем виде проблемная ситуация – это состояние субъекта, которое требует открытия новых знаний о предмете, способах или условиях действия.

Проблемная ситуация – это психическое состояние интеллектуального затруднения, которое возникает у человека тогда, когда он в ситуации решаемой им проблемы (задачи) не может объяснить новый факт или явление при помощи имеющихся знаний или выполнить известное действие прежними, знакомыми способами и должен найти новый способ действия [4].

Особенность проблемной ситуации заключается в том, что задача, которую решают обучающиеся, создает такую трудность, которую они могут разрешить только в результате проявления собственной познавательной активности (практической, умственной, исследовательской). При этом ситуация создаваемая учебной проблемой, не единична, а охватывает большое число фактов, предметов, отношений.

Обучающемуся нужно самому установить, каких данных не хватает и каким путем их получить, или, если количество данных избыточно, то какими из них воспользоваться.

Вопрос в непроблемной задаче чаще всего замкнут в себе, вызывает единичную ситуацию и, как правило, не требует для ответа цепи рассуждений.

Сущность проблемы существует объективно, независимо от обучающихся, однако проблемной она станет лишь в том случае, если обучающиеся осознают противоречие и таким образом задача в их сознании трансформируется в проблему.

Отсюда основное условие проблемности, на которое должен ориентироваться и которое должен соблюдать преподаватель при проблемной организации учебного материала: содержание, форма, условие и предлагаемый способ решения учебной задачи обязательно должны выявить несоответствие или противоречие в структуре знаний и умений обучающегося, т.е. вызвать состояние проблемной ситуации. Этого не произойдет, если несоответствия или противоречия нет, или же если такое несоответствие или противоречие чрезмерно велико.

В современной теории проблемного обучения различают проблемные ситуации двух типов:

Первые касаются деятельности обучаемых, вторые представляют организацию учебного процесса.

Педагогическая проблемная ситуация создается с помощью активизирующих действий, вопросов преподавателя, подчеркивающих новизну, важность, красоту и другие отличительные качества объекта познания.

Создание психологической проблемной ситуации – процесс сугубо индивидуальный. Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении, закреплении, контроле.

Интерес к проблемному обучению породил различные технологические подходы к типологии и способам создания проблемных ситуаций.

Проблемные ситуации могут быть различными по содержанию неизвестного, по уровню проблемности, по виду рассогласования, по другим методическим особенностям.

Существуют различные типы проблемных ситуаций, возникающие при следующих условиях:

1) Если обучающиеся не знают способов решения поставленной задачи, не могут ответить на проблемный вопрос, дать объяснение новому факту в учебной или жизненной ситуации;

2) При столкновении обучающихся с необходимостью использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях;

3) Если имеется противоречие между теоретически возможным путем решения задачи и практической неосуществимостью выбранного способа;

4) Когда имеются противоречия между практически достигнутым результатом выполнения учебного задания и отсутствием у обучающихся знаний для теоретического обоснования.

Пример проблемной ситуации: изучается тема «Правка металла». Учащиеся уже знают, что правку полосы или прутка производят ударами или нажатием на выпуклую их часть. Переходя к правке листового металла, преподаватель просит учащихся подумать и предложить технологию правки покоробленных листов. По аналогии с правкой прутка учащиеся считают, что нужно наносить удары по выпуклостям. Это – неверно – удары нужно наносить между выпуклостями. Почему? Создалась проблемная ситуация.

Учебная проблема – это проблемная ситуация, принятая субъектом к решению на основе имеющихся у него средств (знаний, умений, опыта, поиска).

Учебная проблема обычно выражается в форме учебного вопроса. Признаки учебной проблемы: наличие проблемной ситуации, определенная готовность субъекта к поиску решения, возможность неоднозначного решения.

Проблемная задача – является единицей содержания проблемного обучения, а само это содержание – системной проблемных задач. Проблемная задача представляет собой учебную проблему, решаемую при заданных условиях или параметрах.

Например, «Определите, как бракуется цепной строп по причине удлинения звена цепи от первоначального размера».

1. Строп бракуется при удлинении длины звена более чем на 3%

2. L₁ ≥ L_о+ 3% L_о

Где, L₁ – длина при браковке; L_о – первоначальная длина звена цепи

3. При условии L_о = 400 мм

L₁ ≥ 100 + 3% от 100 ≥ 100 + 3 ≥ 103 мм (Строп удлинен на 3 мм – брак)

Всякая учебная проблема и проблемная задача является искусственной дидактической конструкцией, поскольку они специально строятся в учебных целях.

Проблемный вопрос, как и проблемная задача является характеристикой объекта мышления.

Структуру проблемной задачи образуют три компонента: данные (условия), требование и искомое (неизвестное). Вопрос же, с одной стороны может входить в структуру проблемной задачи и выполнять функцию ее требования, с другой – выступать как относительно самостоятельная форма мысли, как отдельное проблематизированное высказывание, требующее ответа.

Проблемные задачи и проблемные вопросы порождают в сознании учащихся проблемные ситуации.

Постановка проблемной ситуации, создание условий для ее перехода в учебную проблему, конструирование проблемной задачи – лишь начальный момент в проблемном обучении. Далее учащиеся под направляющим воздействием преподавателя должны самостоятельно выполнить следующие творческие мыслительные операции:

- выдвинуть возможные варианты решения познавательной проблемы, высказать гипотезы;

- теоретически или практически проверить гипотезы;

- сформулировать познавательный вывод.

Существуют следующие виды проблемных ситуаций:

1. Ситуация – иллюстрация. На конкретном примере из практики демонстрируются закономерности и механизмы тех или иных социальных процессов и поступков, негативные или позитивные последствия действий людей, должностных лиц, эффективность использования определенных приемов, методов и способов работы, значение или роль каких – либо фактов, условий и обстоятельств.

2. Ситуация – оценка. Обучающимся предлагается описание конкретного события и принятых мер. Их задача – оценить источники, механизмы, значение и следствие ситуации и принятых мер или действий должностного лица, руководителя общественной организации трудового коллектива.

3. Ситуация – упражнение. В данном случае анализ ситуации требует от обучающихся обращения к специальным источникам информации, литературе, справочникам, проведения расчетов, измерений и т.п.

Способы создания проблемных ситуаций:

1. Побуждение обучающихся к теоретическому объяснению явлений, фактов, внешнего несоответствия между ними. Это вызывает поисковую деятельность и приводит к активному усвоению новых знаний.

2. Использование учебных и жизненных ситуаций, возникающих при выполнении обучающимися практических заданий в школе, дома или на производстве, в ходе наблюдения за природой и т.п. Проблемная ситуация возникает при попытке самостоятельно достичь поставленной перед ними практической цели.

3. Расстановка учебных проблемных заданий на объяснение явлений или поиск путей практического решения. Примером может служить любая исследовательская работа обучающихся в мастерской и др.

4. Побуждение обучающихся к анализу фактов и явлений действительности, порождающему противоречия между жизненными представлениями и научными понятиями об этих фактах.

5. Выдвижение предположений, гипотезу, формулировка выводов и их опытная проверка.

6. Побуждение обучающихся к сравнению, сопоставлению и противопоставлению фактов, явлений, правил, в результате которых возникает проблемная ситуация.

7. Побуждение обучающихся к предварительному обобщению новых фактов. Обучающийся получает задание рассмотреть некоторые новые факты, явления содержащиеся в новом для него материале, сравнить их с известными и сделать самостоятельное обобщение.

8. Ознакомление обучающихся с фактами, носящими на первый взгляд как будто бы необъяснимый характер и приведенными в истории науки к постановке научной проблемы.

9. Организация межпредметных связей.

10. Варьирование задачи переформулировка вопроса.

В теории проблемного обучения большинство исследователей выделяют несколько уровней проблемности. Так, исследовательская работа (исследовательский метод) является как высокий уровень, при котором учащиеся, осознав проблему, самостоятельно намечают план поиск, строят предположения, обдумывают способ их проверки, проводят наблюдения, опыты, фиксируют факты, сравнивают, классифицируют, обобщают, доказывают, делают выводы.

Форма реализации данного метода – проблемные практические и теоретические знания.

Средний уровень проблемности это частично – поисковый метод – сущность его в том, что преподаватель, как правило планирует шаги решения, движение к решению, а учащийся самостоятельно решает проблему лишь частично, решая ее подпроблемы. Форма реализации данного метода – метод эвристического диалога (беседа эвристического характера).

Таблица 2 – Бинарный процесс при частично – поисковом методе

Действия преподавателя	Действия учащихся
Создает проблемные ситуации	Принимают проблемную ситуацию, осознают проблему
Планирует шаги решения проблемы, формулирует проблемную задачу	Принимают проблему и проблемную задачу
Подсказывает дополнительные данные, ограничивает число шагов и поле поиска	Выдвигают гипотезу. Строят план проверки. Решают задачу.
Делает выводы	Участвуют в выводах
Задает вопросы к студентам	Ответы на вопросы, решение задания
Проводит инструктаж	Запись домашнего задания

Самый низкий уровень проблемности – проблемное изложение – сущность его состоит в том, что, создав проблемную ситуацию, преподаватель дает не только конечное решение проблемы, но и раскрывает логику движения к этому решению в его противоречиях, отклонениях, показывает источники их возникновения, аргументируя каждый шаг движения к решению. Форма реализации данного метода – лекция проблемного характера.

Таблица 3 – Бинарный процесс при проблемном изложении учебного материала

Действия преподавателя	Действия учащихся
Актуализация изученного материала	Воспроизведение ранее изученного материала
Постановка цели и задач	Восприятие и осознание цели и задач
Создание проблемной ситуации, постановка учебной проблемы	Осознают проблему
Демонстрация пути изученного открытия (раскрытие внутренних противоречий, возникших при решении проблемы, рассуждение вслух, высказывание гипотез, их анализ и рассуждение)	Слушание и восприятие логики стройного изложения. Ответы на отдельные вопросы преподавателя.
Доказательство истинности с помощью опыта, либо рассказа об эксперименте, проведенным учеными.	Сопереживание результатов эксперимента. Предвосхищение некоторых шагов исследований наблюдение.
Обобщение, формулирование выводов.	Осознание и запоминание факторов и выводов.