Методы проблемного обучения

Сущность проблемного обучения. Традиционная система обучения состоит, как известно, из следующих этапов (элементов):

• постановки преподавателем темы, раскрытия целей и задач обучения;

• изложения учебного материала, восприятия учащимися новых элементов знаний (понятий, правил, законов, формул, схем и т.д.);

• организации закрепления материала, осмысления и запоминания обучаемыми новых знаний;

• формирования умений и навыков, применения знаний в решении теоретических и практических задач;

• проверки и оценки знаний, умений и навыков учащихся.

Основной недостаток такой системы обучения — пассивный характер познавательной деятельности обучаемых. Главная их задача состоит в том, чтобы запомнить то, что объяснил и показал преподаватель, а затем суметь воспроизвести (извлечь из памяти) изученную информацию. Познавательная деятельность учащихся при таком обучении опирается преимущественно на такие психические процессы, как восприятие, запоминание и репродуктивное, воспроизводящее мышление. В результате не выполняется одно из главных требований к процессу обучения — систематическая организация продуктивной познавательной деятельности обучаемых с целью развития у них самостоятельности и творческого мышления. Творческую активность учащихся можно развивать только путем систематической организации поисковой деятельности в различных организационных формах обучения (лекции, практические и лабораторные занятия, семинары, самостоятельная работа, курсовое проектирование, производственная практика и т.д.).

Одним из способов организации творческой деятельности учащихся является проблемное обучение. Проблемным называют такой вид обучения, в котором изучение и усвоение учащимися новых знаний осуществляется путем систематической постановки и решения учебных проблем. Основными понятиями теории проблемного обучениями являются «проблемная ситуация» и «учебная проблема».

Проблемная ситуация — «это психологическое состояние интеллектуального затруднения, которое возникает у человека тогда, когда он в ситуации решаемой им проблемы (задачи) не может объяснить новый факт при помощи знаний и выполнить известное действие прежними, знакомыми способами и должен найти новый способ действий» [84, с.109].

Понятие «проблемная ситуация» связано прежде всего с субъектом, его психическим состоянием. Без его готовности к решению задачи проблемной ситуации нет. Это первое условие возникновения такой ситуации. Второе условие — наличие задачи. В данном контексте задача — это знаковое выражение задания, предъявляемого учащемуся для выполнения. Не любая задача приводит к проблемной ситуации. Последняя возникает тогда, когда обучаемый понимает содержание задачи (что дано, известно, что требуется найти), но не знает способа ее решения. Цель ясна, а способ ее достижения неизвестен. Незнание учащимся способа решения задачи — третье условие создания проблемной ситуации. Четвертое условие — наличие у учащегося исходного уровня знаний, необходимого для понимания задачи и включения его в поисковую деятельность.

Таким образом, для создания проблемной ситуации необходимы:

• готовность обучаемого к учебной работе, его желание включиться в активную умственную деятельность (мотивация);

• наличие задания (задача, вопрос, требование выполнить практические действия и т.д.);

• отсутствие у обучаемого знаний о способе выполнения задания (метод решения, ответы на поставленные вопросы, алгоритм выполнения действия);

• наличие у обучаемого знаний, необходимых для восприятия и понимания содержания проблемного задания, включения его в поисковую деятельность.

Учебная проблема — явление субъективное и существует в сознании обучаемого в идеальной форме, в мысли. Как отмечает М.И. Махмутов, «Учебная проблема понимается нами как отражение (форма проявления) логико-психологического противоречия процесса усвоения, определяющее направление умственного поиска, пробуждающее интерес к исследованию (объяснению) сущности неизвестного и ведущее к усвоению нового понятия — или нового способа действия» [Там же, с. 128]. Различие между познавательной задачей и учебной проблемой состоит в том, что объективное противоречие задачи в сознании учащегося превращается в проблему. Как психолого-дидактическая категория учебная проблема несет в себе новое знание и новый способ действия.

Учебную проблему не нужно путать с научной проблемой. Последняя выдвигается, разрабатывается учеными и определяет направление научного исследования. Учебная проблема воспринимается студентами путем создания преподавателем проблемной ситуации (способ решения задачи, поиск ответа становится личной проблемой обучаемого). Научная проблема всегда содержит знания, не известные науке, человечеству; содержание учебной проблемы не известно только учащемуся. Ученый решает проблему в итоге длительных поисков, часто путем проб и ошибок, а также многократной экспериментальной или теоретической проверки. Действия студентов по решению проблем всегда сжаты во времени и направляются преподавателем.

Разумеется, между научной проблемой и учебной есть и сходства, основными из которых являются:

• субъективный характер проблем и их объективная основа — процесс научного исследования, как и процесс проблемного изучения знаний, осуществляется путем возникновения, развития и преодоления противоречий;

• проблемы объективно являются начальным этапом как научного познания, так и процесса усвоения;

• общие принципы формулирования проблемы, выдвижения гипотезы и поиска путем решения проблемы;

• необходима проверка гипотезы на практике.

Различают три метода проблемного обучения: проблемное изложение, частично поисковый (эвристический) и исследовательский.

Первый из них (третий по данной классификации) — проблемное изложение, суть которого в том, что преподаватель с самого начала ставит перед учащимися познавательную задачу, формулирует проблему, раскрывает значимость ее решения для науки, народного хозяйства, удовлетворения потребностей людей, для дальнейшей деятельности самих учащихся, а затем показывает пути ее решения.

Поставив проблему, преподаватель раскрывает ее внутренние противоречия, возникающие при ее решении, рассуждает вслух, высказывает предположения, обсуждает их, отвергает возможные возражения, доказывает истинность с помощью эксперимента либо рассказывает об опыте, проведенным ученым. Иными словами, перед студентами демонстрируется сам путь научного мышления, они следят за диалектическим движением к истине, становятся как бы соучастниками научного поиска.

Проблемное изложение по сравнению с обычным более доказательно (видно, откуда взялась научная истина), а знания более осознанны и тем самым легче превращаются в убеждения.

Кроме того, проблемное изложение всегда более эмоционально, повышая тем самым интерес слушателей к изложенному материалу. Назначение этого метода еще в том, что преподаватель показывает образцы научного познания, научного решения проблем, а обучаемые мысленно следят за его логикой, усиливают этапы и способы решения проблем. Непосредственный результат проблемного изложения — усвоение способа и логики решения данного типа проблем, но еще без умения решать их самостоятельно.

Второй метод проблемного обучения — частично поисковый (эвристический). Суть его в том, что, поставив учебную проблему, преподаватель для ее решения привлекает студентов, т.е. проблема решается преподавателем совместно с обучаемыми. Этот метод более трудный для применения. Задача преподавателя состоит в том, чтобы управлять действиями студентов, помочь им пройти отдельные этапы в решении поставленной проблемы. Например, он проводит эвристическую беседу, состоящую из серии взаимосвязанных вопросов, каждый из которых является шагом на пути к решению проблемы. Если проблема связана с решением задачи, то преподаватель расчленяет ее на серии подзадач, каждая из которых решается учащимися. В результате использования частично поискового метода студенты овладевают умением самостоятельно выполнять отдельные шаги решения проблемы, отдельные этапы ее исследования.

Частично-поисковый метод не обеспечивает готовности студентов к решению целостных проблем, поскольку такое решение требует прохождения системы этапов. Поэтому проблемное обучение должно неизменно включать и такой метод, который предусматривает систематическое решение проблем и проблемных задач разного типа. И поскольку процесс решения любой проблемы требует определенного исследования, этому виду проблемного обучения соответствует исследовательский метод.

Сущность этого метода состоит в том, что обучающий составляет в форме исследовательских заданий проблемные задачи в определенной системе, а обучаемые их выполняют вполне самостоятельно, осуществляя тем самым творческий поиск. Сущность данного метода обусловлена его функциями. Во-первых, он признан обеспечить овладение методами научного познания. Во-вторых, он формирует черты творческой деятельности и, наконец, является условием формирования интереса. Этот метод формирует у учащихся поисковую, творческую деятельность по решению новых для них проблем.

Исследовательский метод можно определить как способ организации поисковой, творческой деятельности учащихся по решению новых для них проблем. Поставленную преподавателем проблему они решают самостоятельно. По мере овладения навыками научного мышления у них есть возможность решать все более и более сложные познавательные задачи и, наконец, их умственное развитие достигает такого уровня, что для студентов становятся посильными все этапы поисковой деятельности. Исследования, проводимые будущими специалистами, в ряде случаев выходят за рамки учебных занятий и приобретают научно-практическую ценность. Исследовательский метод предполагает организацию поисковой деятельности студентов непосредственно на аудиторных занятиях (практических, семинарских и лабораторных) и в самостоятельной работе по выполнению домашних заданий.

Данный метод хорошо сочетается с выполнением лабораторной работы в виде эксперимента, с научно-исследовательской работой студентов (НИРС), с курсовым и дипломным проектированием.

Способы создания проблемных ситуаций. Известный психолог Т.В. Кудрявцев выделяет шесть типов проблемных ситуаций [22].

1. Проблемная ситуация создается тогда, когда обнаруживается несоответствие между имеющимися системами знаний у учащихся и теми требованиями, которые предъявляются к ним при решении новых учебных задач. При этом рассматриваемое несоответствие или противоречие возникает, во-первых, между старыми, уже усвоенными учащимися знаниями и новыми фактами, обнаруживающимися в ходе решения данных задач; во-вторых, между одними и теми же по характеру знаниями, но более низкого и более высокого уровня; в-третьих, между научными знаниями и житейскими, практическими.

2. Возможность создания проблемных ситуаций обеспечивается тем, что студент ставится перед многообразием набора из имеющихся систем знаний той единственной необходимой системы, использование которой может обеспечить правильное решение задачи. Например, постановка с излишними данными ставит учащихся перед проблемой выбора и оценки знаний, активизируя тем самым их поисковую деятельность.

3. Проблемные ситуации часто возникают тогда, когда студенты сталкиваются с новыми практическими условиями использования знаний на практике.

4. Проблемная ситуация возникает в том случае, если имеется противоречие между теоретически возможным путем решения задачи и практически достигнутым результатом выполнения задания и отсутствия его теоретического обоснования. Проблемная ситуация, построенная по этому принципу, приобретает особое значение при решении задач на техническое проектирование, конструирование и моделирование, на усовершенствование машин, механизмов и технологических процессов, а также при решении многих других производственно-технологических задач.

5. Возможность создания проблемных ситуаций обеспечивается тем, что между внешним видом принципиальных схем и конструктивным оформлением конкретного технического устройства отсутствует прямое соответствие.

6. Возникновение ряда проблемных ситуаций может быть обеспечено тем, что многие схематические изображения «статистического» характера требуют в процессе их чтения оперирования «динамическими», пространственными образцами.

На основе этих исходных теоретических положений нами предлагаются следующие способы создания проблемных ситуаций на занятиях по общепрофессиональным и специальным дисциплинам:

• выдвижение главных проблем, вскрывающих логику и закономерности развития науки в техники;

• столкновение студентов с явлениями, фактами, требующими теоретического объяснения путем демонстрации опыта (эксперимента);

• использование качественных и количественных нестандартных задач;

• постановка практических заданий; построение и анализ графиков, диаграмм, принципиальных схем и т.д.; конструирование узлов приборов, машин; разработка алгоритмов деятельности рабочих, техников и других специалистов;

• изучение динамики процессов в статистических схемах, графиках и диаграммах;

• вывод уравнения;

• выдвижение реально существующих проблем изучаемой науки;

• проведение учащимися лабораторного эксперимента (в лабораторных условиях);

• постановка заданий на использование логических приемов умозаключения, сравнения, классификации, обобщения, анализа, индукции и т.д.

Изучение теории и практики проблемного обучения показывает, что принцип проблемности может быть использован в преподавании любой дисциплины, на любом этапе формирования знаний, навыков, умений. Задача преподавателей заключается в том, чтобы проанализировать содержание учебной дисциплины, определить следственные связи, выявить узловые вопросы, сформулировать проблемные задания, наметить пути их выполнения.

Несомненно, не всякий материал может служить основой для создания ситуации. К «непроблемным» учебного материала относятся количественные данные, справки, биографии и т.д., которые «нельзя открыть».