Використання евристичного навчання у фізиці
Для вибору підстави класифікації методів евристичного навчання Хуторський А.В. звернувся до основних видів евристичної освітньої діяльності, класифікувавши їх згідно з цими видами - на оргдіяльнісної, когнітивні та креативні [17].
Когнітивні методи:
- Метод вживання, (за допомогою чуттєво-образних і розумових уявлень людина намагається «переселитися» в досліджуваний об'єкт, як би відчути і пізнати його зсередини);
Приклади:
«Уявіть собі, що ви - зростаюча береза. Ваша голова - це крона, тулуб - стебло, руки - гілки, ноги - коріння.
Завдання: запропонуйте кілька способів вимірювання маси зростаючого дерева.
Варіанти відповіді: можна зняти дерево під різними кутами на цифрову камеру, створити на комп'ютері модель дерева і розрахувати обсяг, а потім і масу за формулою m = ρV.
- Метод смислового бачення: концентрація уваги на досліджуваному об'єкті дозволяє зрозуміти (побачити) його причину, укладену в ньому ідею, внутрішню сутність. Можуть задаватися допоміжні питання: «Яка причина цього об'єкта, його походження?». «Як він влаштований, що відбувається у нього всередині?». «Чому він такий, а не інший?».
Приклад: це можуть бути завдання на дослідження. Можна досліджувати об'єкт, а можна досліджувати явище чи процес.
Досліджуйте всі можливі фізичні властивості металевого кулі якого розміру, використовуючи підручні засоби (в тому числі і наявні в лабораторії). Запишіть найбільш примітні факти, які ви виявили, поставлені вами питання і версії своїх відповідей на них. Відповідь: фізичні властивості - круглий, твердий, холодний на дотик, залізний і т.д. Можна знайти масу: а) зважити, б) через взаємодію, в) m = ρv.
- Метод евристичних питань: Хто? Що? Де? Навіщо? Чим? Як? Коли?
- Метод порівняння;
- Метод евристичного спостереження (його мета - навчити дітей добувати і конструювати знання за допомогою спостережень);
- Метод евристичного дослідження (вибирається об'єкт дослідження та пропонується учням досліджувати його за таким планом: цілі дослідження, план роботи - факти про об'єкт - досліди - малюнки дослідів - нові факти - питання, що виникли і проблеми - версії відповідей - гіпотези - висновки);
- Метод конструювання правил (за запропонованим учням алгоритму);
- Метод прогнозування (застосовується до планованого або реальному процесу);
- Метод помилок (конструктивне використання помилок, зміна негативного ставлення до помилок на позитивне);
- Метод конструювання теорій за схемою: факти - домисли про них - гіпотези відповідей - теоретична модель - наслідки методу - гіпотези методу - застосування методу - зіставлення методу з культурними аналогами.
Креативні методи
- Метод придумування (спосіб створення невідомого раніше продукту в результаті розумових дій). Використовуються такі прийоми, як заміщення якостей одного об'єкта якостями іншого; пошук властивостей об'єкта в іншому середовищі; зміна елемента досліджуваного об'єкта і опис властивостей нового, зміненого.
- Метод «мозкового штурму» - метод Осборна: колективний збір якомога більшого числа ідей, в результаті звільнення учасників від інерції мислення і стереотипів в невимушеній обстановці. Робота відбувається в декількох групах за схемою: генерація ідей, аналіз проблемної ситуації і оцінка ідей, генерація контр ідеєю. Генерація ідей створюється в групі за певними правилами. На етапі генерації ідей будь-яка критика заборонена. Всіляко заохочуються оригінальні думки. Потім отримані в групах ідеї, систематизуються, об'єднуються за загальними принципами і підходами. Далі розглядаються всілякі перешкоди до реалізації відібраних ідей. Оцінюються зроблені критичні зауваження. Остаточно відбираються тільки ті ідеї, які не були відкинуті.
- Метод «Якби ......»: Складається опис або малюється картина про те, що станеться, якщо в світі щось зміниться - збільшиться в 10 разів сила гравітації і т.д. Подібний метод не тільки розвиває здатність уяви, а й дозволяє краще зрозуміти пристрій реального світу, його фундаментальні фізичні основи.
Приклад:
Опишіть гіпотетичну ситуацію на тему: «Якби тепло від більш холодних тіл мимовільно переходило до більш нагрітим ...» Який міг би бути механізм такого процесу?
Відповідь: Другий закон термодинаміки змінився б на протилежний, стан хиткої рівноваги - коли два тіла мають однакову температуру. Варто одній температурі трохи підвищитися, як це тіло почне нагріватися, а інше - остигати. Сонце вдень буде охолоджувати Землю. Світло будуть випромінювати холодні тіла. Люди будуть вночі нагріватися, а вдень - охолоджуватися.
- Метод образної картини;
- Метод гіперболізації: подумки збільшується або зменшується об'єкт пізнання, його окремі частини або якості. Нові властивості об'єкта призводять іноді до незвичайних ідей і рішень задачі;
- Метод синектики - метод Гордона: заснований на використанні різного виду аналогій (словесної, образної, особистої), інверсії, асоціацій. На початку обговорюються загальні ознаки проблеми, висуваються і відсіваються перші рішення, генеруються і розвиваються аналогії, Використовуються аналогії для розуміння проблеми, вибираються альтернативи, шукаються нові аналогією, потім повертаються до проблеми;
- Метод інверсії або метод звернень: коли стереотипні прийоми виявляються марними, застосовується принципово протилежна альтернатива рішення. В точних науках цей метод відомий доказ від протилежного. Напевно, володіння саме цим методом дозволило великим вченим здійснювати відкриття, пояснюючи парадоксальні результати деяких експериментів. Виникнення в процесі розвитку науки парадоксальних результатів - закономірне явище. Це метод незамінний у вирішенні проблемних ситуацій, може бути використаний при побудові проблемних лекцій.
Оргдіяльнісні методи:
- Методи учнівського цілепокладання: вибір цілей - класифікація цілей - оцінка реальності їх досяжності; конструювання цілей за алгоритмом, складання таксономій своїх освітніх цілей.
- Методи аналізу умов та постановка задачі. Дані методи включають в себе: аналіз даних і вимог, перекодування тексту в схему, ідеалізація властивостей і явищ, підбір додаткових даних, відсів зайвих умов.
- Методи створення освітніх програм учнями (необхідно смислове бачення предмета, встановлення головних цілей і напрямів діяльності, відбір досліджуваних питань і тем).
- Методи нормотворчості: розробка норм індивідуальної і колективної діяльності. Рефлексія діяльності - встановлення суб'єктів діяльності та їх функцій - завдання організаційних та тематичних рамок - формулювання правил та законів.
- Методи самоорганізації навчання (робота з підручниками, приладами, рішення задач, виготовлення моделей, творчі дослідження, розробка своїх освітніх програм).
- Методи контролю евристичної діяльності (зазвичай результат оцінюється за ступенем його наближення до заданого зразку).
- Методи самооцінки випливають з підсумкової рефлексії і завершують оргдіяльнісної освітній цикл. Якісна і кількісна оцінка учня - освітній продукт, що зіставляється з культурно-історичними аналогами.
Вибір завдань для евристичного навчання, насамперед, залежить від специфіки їх змісту. Такими можуть стати завдання на застосування вже відомих закономірностей у відносно нових умовах, але таких, які передбачають більш-менш значну перебудову знайомих способів вирішення, Вибір з багатьох можливих варіантів найбільш раціонального способу дії, застосування загальних теоретичних положень, принципів рішень в реальних практичних умовах , що вимагають внесення до них конструктивних змін, і т. д. Подібних завдань чимало у виробничій діяльності людини.
Найбільший ефект при евристичному навчанні дають завдання, що передбачають відкриття нових для учнів причинно-наслідкових зв'язків, закономірностей, загальних ознак вирішення цілого класу задач, в основі яких лежать ще не відомі суб'єкту відносини між певними компонентами досліджуваних конкретних ситуацій. Раніше вже було зазначено, що найбільш виразною формою евристичного методу є евристична бесіда, що складається з серії взаємопов'язаних питань, кожен з яких служить кроком на шляху вирішення проблеми, і які вимагають від учнів здійснення невеликого пошуку. Учитель спрямовує пошук, послідовно ставить проблеми, формулює протиріччя і т.д.
Ступінь складності завдання визначається числом істотних взаємозв'язків у її умови, числом опосередкувань і перетворень, що призводять до знаходження шуканого. Залежить вона і від рівня самостійності при постановці та вирішенні проблеми. Такими є деякі більш зовнішні, піддаються об'єктивній оцінці умови, що визначають евристичний характер завдань.
Найбільш ефективне для створення у школярів евристичних ситуацій - є використання протиріч, конфлікту між засвоєними знаннями, знайомими способами вирішення певного класу задач і тими вимогами, які висуває нове завдання.