Комплексні дидактичні моделі розв’язання задач із загальної хімічної технології

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 378.147

КОМПЛЕКСНІ ДИДАКТИЧНІ МОДЕЛІ РОЗВ'ЯЗАННЯ ЗАДАЧ ІЗ ЗАГАЛЬНОЇ ХІМІЧНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ

Лазарєва Т.А. ©

2005



Лазарєва Т.А.

Комплексні дидактичні моделі розв'язання задач із загальної хімічної технології

В статті розглянуті питання розробки комплексних дидактичних засобів керування пізнавальною діяльністю студентів. Дидактичні засоби засновані на використанні моделей представлення декларативних та процедурних знань, які необхідні для розв'язання задач.

дидактичний керування пізнавальний студент



Лазарева Т.А.

Комплексные дидактические модели решения задач по общей химической технологии

В статье рассмотрены вопросы разработки комплексных дидактических средств управления познавательной деятельностью студентов при решении задач. Дидактические средства основаны на использовании моделей представления декларативных и процедурных знаний, необходимых для решения задач.



T.A. Lazareva

The complex didactic models of task solution in course of general chemical technology

The problems of development of complex didactic models for controls cognitive activities of students are considered in the article. The didactic models are based on application of models conception of declarative and procedure knowledge.



Постановка проблеми. Зростання та розвиток науково-технічного потенціалу хімічної та хіміко-фармацевтичної промисловості України за останній час обумовлює появу низки проблем щодо підготовки спеціалістів. Сучасний спеціаліст хімічної та хіміко-фармацевтичної галузі повинен володіти практичними уміннями та навичками вирішення різноманітних виробничих питань. Сьогодні формування спеціаліста в вищій школі повинно базуватися на розв'язанні конкретних практичних задач, які адекватні його майбутній професійній діяльності. Але нажаль існуюча система професійного навчання орієнтована в значній мірі на теоретичну підготовку майбутнього фахівця. Навчання направлено в основному на одержання теоретичних знань. Етапу практичного використання теоретичних знань приділяється недостатньо уваги. Підготовлений таким чином фахівець, прийшовши на своє робоче місце, змушений витрачати багато часу на ліквідацію прогалин у практичній підготовки. Таким чином, існує проблема у переорієнтації навчання з переважного формування теоретичних знань на формування на їх основі практичних умінь та навичок, що дозволить підвищити якісь підготовки фахівця. Одним з перспективних напрямів підвищення ефективності практичної підготовки сучасних спеціалістів є використання спеціальних дидактичних засобів, на основі врахування моделей внутрішньої репрезентації знань людиною [2].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. На сьогодні розроблена велика кількість різних моделей представлення теоретичних (декларативних) і практичних (процедурних) знань. Їх аналіз проведено в роботі [13]. Був виявлений чіткий розподіл всіх моделей на моделі представлення декларативних знань та на моделі представлення процедурних знань. Деякі автори [1, 18, 26] пропонують перспективні моделі природовідповідного представлення як декларативних, так і процедурних знань. Але при цьому залишаються практично не розробленими питання створення та використання на їх основі дидактичних засобів навчання.

Постановка завдання. Метою роботи є розробка на основі природовідповідних моделей репрезентації знань людиною дидактичних засобів розв'язання задач із загальної хімічної технології.

Традиційні методи навчання складаються з трьох етапів. На першому етапі студент одержує знання на лекції, або з підручника у разі самостійного навчання. На другому етапі студент повинен самостійно опрацювати ті знання, які він одержав, користуючись конспектом чи підручником. Третій етап складається з перевірки засвоєних знань. На перших двох етапах студенту частіше надають текстову (вербальну) інформацію. Процес обробки вербальної інформації характеризується послідовним виконанням дій. Такий засіб засвоєння знань є найменш ефективним та потребує великої кількості часу на опрацювання інформації. В сучасній психології та педагогіці здійснюється пошук альтернативних наочних способів ефективного відображення вербальної інформації. Однією з таких розробок є опорні схеми В.Ф.Шаталова, які являють собою набір схематичних зображень, формул, окремих фраз тощо. В.Ф. Шаталов здійснив спробу представлення вербальної інформації за допомогою декларативних моделей [28]. Такі опорні схеми допомагають студенту побудувати внутрішній мнемічний план навчального матеріалу. Опорні схеми В.Ф.Шаталова набули широкого використання при вивченні багатьох дисциплін, втому числі хімії [ 15, 19, 20, 21, 24 ] і зіграли свою позитивну роль у підвищенні ефективності навчального процесу. Але опорні схеми не є дидактичним засобом, який дозволяє відобразити багаточисельні та різнорідні логічні зв'язки між елементами навчального матеріалу [3]. Ця обставина суттєво обмежує можливості опорних схем В.Ф. Шаталова.

В роботі Т. та Б. Бьюзен [4] начальний матеріал пропонується представляти у вигляді наочних інтелект-карт (mind map), які вже мають розгалужену логічну структуру. Для розробки такої карти визначається головний елемент, який знаходиться у центрі. Від нього по різні боки відходять гілки з поняттями, які логічно пов'язані з головним елементом. Гілка понять теж розгалужується на визначену кількість допоміжних елементів. При цьому в такій карті можна використовувати графічні образи, зображення, робити малюнки, графіки, приводити формули. Гілки карти зображаються різними кольорами, а головний елемент виділяється не тільки кольором, та й більшим розміром, ніж інші елементи. Інтелект-карти належать до декларативних моделей представлення навчальної інформації. За принципом побудови вона належить до структурно-логічних схем.

Різні способи графічного відображення навчального матеріалу описує у своєї роботі Д. Халперн [25]. За Халперн представлення інформації може здійснюватися за допомогою моделей, які мають лінійну, ієрархічну, мережеву, матричну структури та визначену послідовність дій. Лінійні моделі відображають інформацію, яка має чітку упорядковану часову послідовність. Лінійна модель відрізняється від вербальної текстової лише тим, що має відповідні графічні образи. Обробка такої моделі є послідовною, що потребує значних витрат часу. Інформація, в змісті якої присутня підпорядкованість, відображається за допомогою ієрархічних моделей. Такі моделі можна використовувати для відображення ієрархічної структури декларативної навчальної інформації, що необхідно для розв'язання задач. Декларативну навчальну інформацію, яка містить різнорідні відношення і зв'язки між об'єктами та явищами відображають мережевою моделлю. Побудова таких моделей базується на визначенні основних типів зв'язку між об'єктами та явищами, таких як “ціле-частина”, “род-вид”, “причина-наслідок”, аналогій, характерних властивостей тощо. Матрична модель впорядковує декларативну навчальну інформацію за різними показниками у вигляді таблиці. Якщо процедурна навчальна інформація представлена визначеною послідовністю дій, то найкраще використовувати для її зображення блок-схеми. Д.Халперн виділяє, що головною перевагою такої моделі є те, що вона дозволяє суб'єкту навчання скласти точне уявлення про чітку послідовність дій.

Приклади розробки іншого виду декларативних моделей представлення начальної інформації приведені в роботі [10]. Основу побудови цих моделей складають такі відношення: род-вид; причина-наслідок; ціле-частина; відношення трансформації та послідовності у часі. Логіко-графічні схеми, які розроблені А.Егідес, являють собою графічне зображення множин, що перетинаються. Ці схеми можна застосовувати для багатовимірних класифікацій. Визначення відношень між поняттями, об'єктами та явищами впливає на спосіб побудови декларативних моделей розв'язання задач. Представлені моделі можуть бути адаптовані для розв'язання задач.

Побудова декларативних моделей розв'язання задач в роботі [17] здійснюється за допомогою графів. Спочатку задача розбивається на пункти, виділяються вузлові моменти, складається план (або варіанти) розв'язання задачі, відбираються найкращі варіанти. Існує кілька інформаційних стратегій розв'язання задачі: з початку в кінець (в такому випадку здійснюється процес синтезу рішення); з кінця до початку (здійснюється процес аналізу рішення задачі); з двох боків одночасно; з центру або проміжної задачі, чи з проміжних даних. Розв'язуванню задачі з кінця до початку треба віддати найбільшу перевагу на початковому етапі навчання [17, стор. 214 ]. Це можна пояснити тим, що при розв'язуванні задачі з початку можлива поява декількох варіантів шляхів рішення. Деякі з них можуть привести до безвихідного положення. На цей процес витрачається додатковий час. Тому цей шлях є найменш ефективним. Таким чином, розробка декларативних моделей спирається насамперед на інформаційний компонент задачі і залежить від складності відношень між об'єктами, поняттями або явищами.

Процедурні моделі визначають послідовність виконання дій для формування декларативних знань. Ці моделі дозволяють керувати процесом формування знань, умінь та навичок через діяльність студента. Існує багато способів представлення процедурних знань. Найбільш простою моделлю є вербальний опис дій, які необхідно виконати. Існує спосіб опису процесів керування за допомогою символів, які носять алгоритмічний характер [14]. Але користуватися такими схемами в педагогіці незручно. З причин більшої наочності та інформаційної повноти в педагогіці одержали поширення блок-схеми представлення процедурних знань.

Велику роль для розробки процедурних моделей відіграла теорія поетапного формування розумових дій П.Я. Гальперіна [7, 8]. Її послідовниками були Н.Ф. Тализіна, З.А. Рєшетова, Б.Ц. Бадмаєв та багато інших учених.

Поетапне формування розумових дій в роботі [27] здійснюється за допомогою навчальних карт. Вони представляють собою частину навчального матеріалу, який включає знання про предмет або діяльність, вміння виконувати діяльність та план організації діяльності. Навчальна карта складається з визначення завдання, цілі, засобу, складу та продукту діяльності. Вона є засобом контролю, оцінки та корекції навчальної діяльності. Але навчальна карта не надає можливості покрокового формування дій, а лише орієнтує та організує навчальну діяльність.

Іншим прикладом застосування теорії поетапного формування розумових дій є розробка схем орієнтовної основи діяльності (схеми ООД) Тализіної Н.Ф. [22, 23]. Спочатку було виділено три типи схем ООД. В подальших розробках кількість типів схем досягла восьми [6, стор. 192]. Але проблема розробки типів схем ООД залишається відкритою. Розробка схем ООД може проводитися шляхом як виявлення додаткових властивостей схем, так і більш детальним аналізом існуючих схем. Сам процес розробки схем ООД потребує, в першу чергу, психологічного аналізу той діяльності, яку одержує студент. На наступному етапі необхідно структурувати діяльність на окремі складові дій, кожну дію - на окрему операцію. Головне місце при розробці схем ООД належить етапу створення навчально-методичних засобів. Ці засоби складаються з самих схем ООД та набору задач, при розв'язанні яких здійснюється формування діяльності. Приклади розробки схем ООД наведені в роботі [2]. Експериментальні дослідження, які були здійснені Б.Ц. Бадмаєвим, Б.І. Хозієвим, Н.Н.Нечаєвим та іншими ученими доводять, що використання схем ООД в навчанні будь-якої професійної діяльності, дозволяють підвищити якість навчання та зменшити часові витрати.

Робота в напряму поетапного формування розумових дій надала можливості використовувати алгоритми розв'язання задач з хімії. В роботі М.С. Пак [16] розроблені алгоритми для формування знань з визначення хімічних формул та рівнянь, розрахунку хімічних задач, проведення експериментів та виконання тестових завдань. Якщо алгоритми проведення експерименту розроблені за допомогою процедурних моделей, то алгоритми розрахунку хімічних задач уявляють собою лише послідовний опис загальних дій, які необхідно виконати для одержання результату. Цей недолік ускладнює процес формування знань, умінь та навичок. Нажаль, алгоритми розв'язання задач враховують професійний та інформаційний компоненти, але відсутній психологічний. Використання цих алгоритмів не надає можливості формувати творчі здібності в повній мірі.

В іншому напряму представлені алгоритми в роботі [9], де всі задачі з хімії поділені за типами їх розв'язання. До кожного типу задачі розроблено алгоритм. Спочатку алгоритми являють собою докладний опис дій, поступово алгоритми спрощують і в останньому типу алгоритму або зовсім відсутні шляхи розв'язання, або є вказівка, які типи задач з'єднані. Такі алгоритми формують творчий підхід до розв'язання задач. Слід зауважити, що алгоритми М.С.Пак і Л.Г.Гуськової засновані на використанні вербальної інформації і її представлення у вигляді опису дій, але не враховують психологічні процес обробки інформації.

Аналіз робот показав, що єдиної універсальної методики розробки дидактичних моделей не існує, відсутня єдність використання декларативних та процедурних моделей. Автори надають переваги або декларативним, або процедурним моделям. Але психологами [1, 18, 26] доведено, що процеси переробки декларативної і процедурної інформації протікають одночасно та паралельно. Користуючись цим ствердженням при розробці дидактичних моделей розв'язання задач з загальної хімічної технології, необхідно розглядати процес розв'язання задач як перехід декларативних знань в процедурні.

Особливістю задач загальної хімічної технології є наявність багаточисельних відношень і зв'язків між параметрами об'єктів, процесів, явищ, які відображені за допомогою математичних формул. Складові формули - параметри - теж мають свої залежності. Можна сказати, що математична формула, як інформаційний компонент, являє собою ієрархічну структуру її складових. Наприклад, візьмемо рівняння швидкості реакції (r) A+Bпродукти: , де k - константа швидкості реакції, СА і СВ - концентрації реагентів. Константа швидкості реакції визначається за залежністю , де k0 - предекспоненціальний коефіцієнт, Е - енергія активації, R - газова постійна, Т - температура реакції (рис.1).

Рис.1. Ієрархічна структура залежності

Концентрації реагентів можна визначити як та , де СА0 і СВ0 - початкові концентрації реагентів відповідно А та В; хА і хВ - ступені перетворення реагентів відповідно А та В за час проведення реакції. Можна продовжити список формул параметрів, які входять в ці залежності. Таким чином, одержуємо підпорядковану структуру параметрів.

Метою розв'язання задачі є визначення значення параметру або параметрів. Від кількості параметрів, які визначаються, задачі можна поділити на прості та складні. Характер задачі буде впливати на побудову її структури. Аналіз задач загальної хімічної технології показав, що існує лінійна та розгалужена структури розв'язання задач. Наприклад, необхідно визначити концентрацію реагенту А за час досягнення ступеня перетворення хА, якщо відома початкова концентрація реагенту ( СА0 ). Одержуємо просту задачу, яка має лінійну структуру (рис.2).

Рис.2 Лінійна структура задач

Прикладом розгалуженої структури є задача на пошук загального ступеня перетворення для хімічної реакції (рис. 3)

Рис.3. Розгалужена структура задачі

На структуру розв'язання задачі впливає вибір стратегії. Враховуючи раніше зазначені стратегії, можна стверджувати, що задачі загальної хімічної технології можна розв'язувати за такими стратегіями: з початку (пряма стратегія); з кінця (зворотна стратегія); із середини в напрямі до початку та кінця (перша комбінована стратегія); із середини в напрямі від початку та кінця (друга комбінована стратегія) (табл).



Таблиця - Стратегії розв'язання задач

№	Назва стратегії	Зміст стратегії
1	З початку (пряма стратегія)
2	З кінця (зворотна стратегія)
3	Із середини в напрямі до початку та кінця (перша комбінована стратегія)
4	Із середини в напряму від початку та кінця (друга комбінована стратегія)

Задачі, які розв'язуються з початку, називаються прямі. Таку стратегію розв'язування задачі треба використовувати в технологіях навчання для простих задач з декількома діями. В цьому випадку легко простежити логічний ланцюг розв'язання задачі. Якщо задача складна і зразу не зрозуміло, як знайти шляхи розв'язання, треба використовувати стратегію задач, які розв'язуються з кінця (зворотна стратегія). При цьому відсутні помилкові шляхи розв'язання, які б могли з'явитися при розв'язанні задачі з початку. Розв'язання таких задач йде від цілі. Слід зауважити, що в процесі навчання розв'язувати складні задачі треба використовувати саме цю стратегію, яка виявляє всі зв'язки та відношення між параметрами. Якщо проаналізувати, як розв'язує подібні задачі спеціаліст, то він буде використовувати перший тип стратегії-напряму. Завдяки своєму досвіду, спеціаліст має набір сформованих зв'язків та відношень параметрів, які дозволяють йому розв'язувати задачу з початку. Але, якщо спеціалісту необхідно розв'язувати задачу, з якої він раніше не зустрічався, то шляхи розв'язання такої задачі почнуться з кінця [1].

Задачі, розв'язання яких починається з центру, частіше належать до складних. Такі задачі характеризуються тим, що спочатку розв'язується проміжна мікрозадача, тобто одержується проміжний результат, на основі якого знаходиться правильна відповідь задачі. При комбінованій стратегії першого типу проміжний результат може бути одержаний за допомогою операцій, в яких не використовуються вихідні дані. Це може бути розв'язання системи рівнянь, розрахунок проміжного параметра, не зв'язаного з вихідними даними, але який впливає на кінцеву ціль.

Характерною ознакою другої комбінованої стратегії розв'язання задач є можливість початку розв'язання задачі з кінцевого виразу, перетворюючи його до визначеної стадії, а потім переходу до перетворення вихідного виразу. В результаті таких дій одержується кінцевий результат. Прикладів таких задач в загальної хімічної технології досить багато. До них належать задачі на розрахунок концентрації продуктів через визначений час проведення реакції; ступеня перетворення реагентів; температури проведення реакції; визначення оптимальних умов здійснення реакції; проведення ідентифікації хімічних реакцій; визначення оптимальних умов роботи хімічних реакторів [12].

Види відношень і зв'язків між параметрами, структура зв'язків та стратегії розв'язання задачі визначають декларативні моделі розв'язання задачі. Для розробки декларативної моделі необхідно чітко сформулювати кінцеву ціль. Сформована кінцева ціль дозволяє в першому наближенні скласти план розв'язання задачі. Вид декларативної моделі відображається за допомогою графу.

Розглянемо побудову декларативної моделі на прикладі задачі, в якій необхідно знайти максимально можливий ступінь перетворення реагенту А для реакції при початкових концентраціях реагентів СА0 = 4 кмоль/м3, СВ0=6 кмоль/м3, якщо константи швидкості прямої та зворотної реакцій рівні та мають значення м3/кмольс.

На першому кроці створення графу шуканий параметр хА представляємо у вигляді вершини вузла графу (рис.4).



Рис.4. Декларативна модель розв'язання задачі

На другому кроці створення графу необхідно записати, якщо це можливо, формулу, за допомогою якої можна розрахувати цей параметр. Аналізуємо це рівняння і визначаємо які параметри відомі, а які необхідно знайти. Такою величиною є рівноважна концентрація реагенту А (). Тепер необхідно знайти залежність для її знаходження. У випадку, якщо прямої залежності між шуканим параметром та іншими величинами не існує, або є рівняння, яке необхідно розв'язати, щоб одержати шуканий параметр, то це рівняння або умову й записуємо у вузлі. Так, рівноважна концентрація реагенту визначається за умовою рівності швидкості прямої () та зворотної () реакцій. Цю умову записуємо в третьому вузлі. Але з умови задачі невідомі ні , ні . Можна лише записати залежність швидкості реакції від інших параметрів. Невідомих параметрів - два, тому лінійний ланцюг моделі розгалужується на дві гілки. Аналізуємо рівняння, які одержали. Константи швидкості реакції відомі з умови задачі, невідомими є величини концентрацій реагентів А і В (СА, СВ) та продуктів реакції R і S (СR, CS). Наступним кроком буде визначення цих величин за формулами , , , . Концентрації реагентів та продуктів реакції є величинами, які можна згрупувати, та не розгалужувати граф на окремі гілки. Тепер необхідно записати виконання умови =, з'єднуючи дві гілки в одну. Математичні дії, які проводять з рівнянням, надають можливості одержати розрахункову формулу пошуку максимально можливого ступеня перетворення реагенту А для даної хімічної реакції.

Розглянута задача є складною з розгалуженою структурою, стратегія розв'язання якої відбувається з центру від початку та кінця (перша комбінована стратегія).

Аналіз розробки декларативної моделі розв'язування задачі надає можливості зробити такі висновки:

при розробці декларативної моделі необхідно чітко визначити ціль задачі;

для параметру, який є шуканим, необхідно визначити залежність від інших величин;

проаналізувати залежність і виявити величини, які є невідомими;

визначити невідомі величини або за допомогою математичних дій одержати кінцеве рівняння розрахунку шуканої величини.

Декларативна модель є наглядною формою інформаційного компоненту розв'язання задачі. Вона дозволяє оперативно зорієнтуватися в розв'язанні задачі навіть тоді, коли деякі компоненти не визначені в моделі. В декларативній моделі виявляються всі відношення та зв'язки між параметрами, об'єктами, процесами або явищами предметної галузі. Вона надає можливості простежити логічну суть задачі, не зупиняючись на математичних викладках на відміну від традиційних методик розв'язання задач, де за математичними викладами можна загубити ціль задачі. За допомогою декларативної моделі формується стиль системного мислення майбутнього спеціаліста.

На основі декларативної моделі розробляється процедурна модель розв'язання задачі. Метою процедурної моделі є управління процесом формування професійних знань з урахуванням інформаційної і психологічної складових. За допомогою процедурної моделі знання, уміння та навички формуються одночасно в процесі виконання навчальної діяльності. Основою для розробки процедурної моделі було обрано представлення навчальної діяльності у вигляді розв'язання проблемних ситуацій. Структурною одиницею проблемної ситуації є пізнавальні задачі. Характерною особливістю проблемних ситуацій, які використовуються в технологіях навчання є можливість вирішити їх суб'єктами навчання. Основними рівнями створення та вирішення задачі, як складової проблемної ситуації є [11]:

виявлення протиріч, невідомих моментів в навчальному матеріалі, який вивчається, усвідомлення їх як труднощів, виникнення бажання їх подолання; постановка задачі;

аналіз умови задачі, встановлення залежностей між даними задачі, між умовою і питанням;

розподіл головної проблеми на підпроблеми та складання плану, програми рішення;

актуалізація знань та способів діяльності;

здобування нових знань і співвідношення їх з умовою задачі;

висунення гіпотези, пошук ідеї вирішення;

розробка та здійснення системи дій та операцій по знаходженню рішення;

перевірка рішення;

конкретизація одержаних результатів;

встановлення зв'язку з теоретичними положеннями, визначення можливості узагальнень;

визначення нових проблем.

Визначені рівні складають структуру пізнавальної діяльності вирішення проблемної ситуації, де виділяються такі етапи:

мотиваційний;

цілеутворюючий (етап формування цілі);

орієнтуючий;

виконавчий;

контрольний;

коригуючий.

Для реалізації розвивального навчання кожна задача, точніше, умова задачі повинна враховувати рівень актуального розвитку суб'єкта, тобто бути зрозумілою та посильною, базуватися на відомому матеріалі, а вимога задачі повинна орієнтувати суб'єкта навчання на рівень “зони найближчого розвитку” [5]. В “зоні найближчого розвитку” знаходяться ті дії та операції, які вже починають формуватися у суб'єкта, але які він може виконати лише за допомогою педагога або конкретних вказівок чи інструкцій. Формування необхідних знань, умінь та навичок відтворюється за допомогою системи задач, які ускладнюються в процесі навчання. Реалізація такого складного процесу здобуття знань, як розвивальне навчання може відбуватися за допомогою процедурних моделей, які ґрунтуються на схемах орієнтовної основи діяльності.

Пропонується використовувати в технологіях навчання розв'язанню задач процедурні моделі, які імітують реальну професійну діяльність фахівця з вирішення проблемних ситуацій і природним шляхом об'єднують мотиваційну, цільову та операційні структури діяльності. В моделі враховується можливість адаптивного визначення зони найближчого розвитку за рахунок покрокового зниження рівня складності. Це дає змогу здійснювати керований розвиток когнітивних структур студентів. Визначено три типи процедурних моделей. Розглянемо на прикладі задачі (див. вище) процес розробки процедурної моделі першого типу. На першому етапі формується проблемна ситуація і визначається, чи в змозі студент самостійно визначити програму проблемної ситуації. Якщо відповідь позитивна, то здійснюється перехід до самостійної реалізації орієнтувальних, виконавчих та контрольних дій. Якщо студент не в змозі вирішити цю ситуацію самостійно, то надається перша інформаційна допомога, яка знижує початковий рівень складності проблемної ситуації (рис.5).

Рис.5. Приклад адаптивної процедурної моделі першого типу

На другому етапі формується проблемна ситуація меншого рівня складності та визначається можливість самостійного вирішення проблеми. Якщо студент не в змозі вирішити проблемну ситуацію, то надається друга інформаційна допомога. Процес повторюється до того часу, поки рівень складності проблемної ситуації не стане мінімально допустимим. На кожному кроці відбувається декомпозиція проблемної ситуації на окремі складові та передбачена можливість як самостійного виконання орієнтувальних, виконавчих та контрольних дій, так і з інформаційною допомогою. Цей тип процедурної моделі є детальним з попередньо визначеними складовими проблеми та кроками їх вирішення.

Процедурні моделі другого типу характеризуються більшими рівнями початкової складності і меншими рівнями інформаційної підтримки. В цих моделях здійснюється кероване формування спочатку всіх орієнтувальних дій, а потім - виконавчих та контрольних.

Третій тип процедурних моделей містить лише перелік питань евристичного характеру та допоміжні питання, які активізують розумову діяльність студента та підводять його до зони найближчого розвитку. Структурна ієрархія питань розташовується в напрямі від складного питання до більш простого, при цьому зменшується рівень складності проблемної ситуації. Постановка питань може здійснюватися за різними стратегіями розв'язання задач: прямої, зворотної чи комбінованої.

Методика використання трьох типів процедурних моделей ґрунтується на поступовому переході від повних алгоритмічних моделей через скорочені до моделей з евристичними питаннями. Така методика використання процедурних моделей в задачному навчанні забезпечує оперативне управління пізнавальною діяльністю студентів на всіх рівнях засвоєння навчального матеріалу: від рівня ідентифікації об'єктів до творчого рівня.

Методика розробки адаптивних процедурних моделей містить такі основні етапи:

визначення цілей навчальної задачі;

структурування системи дій, які призводять до розв'язання проблемної ситуації;

визначення для кожної дії рівня її сформованості;

визначення окремих операцій дії;

визначення в діях орієнтовної, виконавчої та контрольної частини;

розробка адаптивної процедурної моделі на трьох рівнях: повному, скороченому, на рівні евристичних питань.



Висновки та результати

Запропоновані декларативні і процедурні моделі дозволяють:

оперативно керувати пізнавальною діяльністю суб'єкта навчання на всіх рівнях засвоєння навчальної інформації;

формувати професійні знання, уміння та навички;

поетапно формувати розумову діяльність студентів із заздалегідь визначеними властивостями;

визначати зону найближчого розвитку суб'єкта і здійснювати керований розвиток когнітивних структур суб'єкта навчання;

уникнути формування помилкових дій за допомогою покрокової реалізації діяльності та контролю;

розширити можливості самонавчання;

індивідуалізувати процес навчання;

стимулювати продуктивне мислення суб'єкта навчання;

розвинути творчі здібності суб'єкта навчання.

Використання моделей під час навчання призводить до підвищення якості підготовки спеціалістів при скороченні витрат навчального часу.

Перспективами подальших досліджень є розробка методик задачного навчання студентів загальній хімічній технології на основі використання комплексних дидактичних моделей представлення декларативних і процедурних знань.



Література

1. Андерсон Д.Р. Когнитивная психология. - СПб.: Питер, 2002. - 496 с.

2. Бадмаев Б.Ц. Психология и методика ускоренного обучения. - М.: ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002. - 272 с.

3. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологи. - М.: Педагогика, 1989. - 192 с.

4. Бьюзен Т. и Б. Супермышление. - Минск: ООО “Попурри”, 2003. - 304 с.

5. Выготский Л.С. Педагогическая психология. - М.: Педагогика-Пресс, 1999. - 536 с.

6. Габай Т.В. Педагогическая психология. - М.: Академия, 2003. - 240 с.

7. Гальперин П.Я. Введение в психологию. - М.: Книжный дом “Университет”, 1999. - 332 с.

8. Гальперин П.Я. Лекции по психологии. - М.: Книжный дом “Университет”, “Высшая школа”, 2002, - 400 с.

9. Гуськова Л.Г. Задачи и упражнения по химии для техникумов. - М.: Высшая школа, 1983. - 325 с.

10. Егидес А.П., Егидес Е.М. Лабиринты мышления, или Учеными не рождаются. - М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА, 2004. - 320 с.

11. Загвязинский В.И. Теория обучения: современная интерпретация. - М.: Академия, 2001. - 192 с.

12. Коваленко Е.Э., Лазарева Т.А. Методика решения задач по общей химической технологии. - Харьков: УИПА, 2004. - 336 с.

13. Лазарєва Т.А. Визначення базису моделей ментальної репрезентації для розробки дидактичних моделей розв'язання задач курсу загальної хімічної технології // Теорія і практика управління соціальними системами: Щоквартальний науково-практичний журнал. - Харків: НТУ “ХПІ”. - 2005. - №3. - С.76-87.

14. Ланда Л.Н. Алгоритмы и программированное обучение. - М.: Педагогическое общество РСФРС, 1965. - 55 с.

15. Новиков Ю.Е., Заречнюк О.С. Применение опорних схем при решении расчетных задач. // Химия в школе. - 1991. - №5. - С.31-33.

16. Пак М.С. Алгоритмика при изучении химии. - М.: ВЛАДОС, 2000. - 112 с.

17. Пойа Дж. Математическое открытие. Решение задач: основные понятия, изучение и преподавание. - М.: Изд-во “Наука”, 1976. - 448 с.

18. Современная психология. - М.: ИНФРА-М, 1999. - 688 с.

19. Супоницкая И.И., Гоголевская Н.И. Важнейшие классы неорганических соединений. Опорные схемы-таблицы по химии. - М.: Школа-Пресс, 1997. - 243 с.

20. Супоницкая И.И., Гоголевская Н.И., Жантиева Н.А. Опорные схемы при систематизации знаний о химической реакции // Химия в школе. - 1998. - №6. - С.48.

21. Супоницкая И.И., Гоголевская Н.И.Комплект обобщающих схем-конспектов по теме “Электролитическая диссоциация” // Химия в школе. - 1991. - №5. - С.25-30.

22. Талызина Н.Ф. Педагогическая психология. - М.: Изд.центр “Академия”, 1999. - 288 с.

23. Талызина Н.Ф. Практикум по педагогической психологии. - М.: Изд. Центр “Академия”, 2002. - 192 с.

24. Турлакова Е.В. Использование схем-конспектов при изучении закономерностей химических реакций // Химия в школе. - 1997. - №1. - С. 26-29.

25. Халперн Д. Психология критического мышления. - СПб.: Питер, 2000. - 512 с.

26. Хофман И. Активная память: Экспериментальные исследования и теории человеческой памяти / Пер. с нем.- М.: Прогресс, 1986. - 312 с.

27. Формирование системного мышления в обучении / Под. ред. З.А.Решетовой. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2002. - 344 с.

28. Шаталов В.Ф. Учить всех, учить каждого // Педагогический поиск. - М.: Педагогика, 1987. - С.141-204.

Размещено на Allbest.ru