Проблема построения учебного процесса на основе достоверного и непротиворечивого знания и современные мультимедийные средства получения, хранения и переработки информации
| Вид материала | Документы |
- Уральский государственный педагогический университет Математический факультет, 55.68kb.
- Ования вычислительных машин, и освоение принципов организации, архитектур и схемотехники, 19.68kb.
- Е основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации,, 466.4kb.
- Направление 080100 Экономика Карта компетенций дисциплины «Бухгалтерский учет и анализ», 75.08kb.
- Базы данных в менеджменте, 261.82kb.
- Карта компетенций дисциплины «Информатика», 85.13kb.
- Методические указания студентам по изучению дисциплины введение в профессию, 53.39kb.
- Спецкурс, 29.45kb.
- Тест по теме «Устройство и принципы работы компьютера» Компьютер это, 31.03kb.
- Аннотация рабочей программы дисциплины «Аудит» наименование дисциплины для направления, 37.1kb.
Проблема построения учебного процесса на основе достоверного и непротиворечивого знания и современные мультимедийные средства получения, хранения и переработки информации
Гаряев Александр Владимирович (trudiaga2006@yandex.ru), педагог-исследователь, учитель-физики муниципального общеобразовательного учреждения (МОУ) «Гимназия №7» г. Перми;
Гаряева Татьяна Петровна (tagaryaeva@yandex.ru), учитель биологии муниципального общеобразовательного учреждения (МОУ) «Гимназия №7» г. Перми.
Аннотация
Знание может быть истинным или ложным. Но даже если в истинности данного знания нет никаких сомнений, то, как его предъявить учащемуся, чтобы и он убедился в его достоверности и включил новое знание в систему своих личных базовых ценностей? Предлагаемые методы теоретического познания и методы построения учебного процесса помогут решить обозначенную проблему.
Человечество очень долго придавало особое значение словесному языку, как способу хранения наших знаний, через систему понятий, которые олицетворяют эти знания, и как способу их производства посредством системы логических и теоретических операций, которые люди производили, чтобы получить новое знание. Но этот путь продуцирования нового знания оказался не таким уж и перспективным. Создатель науки «Логика» древнегреческий философ Аристотель, который систематизировал и развил логические изыскания своих предшественников в трудах объединенных общим названием «Органон» не мог предполагать к чему это приведет. На долгое время всякая наука после Аристотеля выродилась в схоластику – производство силлогизмов и словесных трюков. Своеобразие интеллектуального ига схоластики сказывалось не только в регламентации свободы научной мысли религиозными догматами и предписаниями авторитетов, но и в отсутствии каких-либо строгих критериев для отличения истины от вымысла. Натренированные в полемике умы, отстаивая тот или иной тезис или антитезис, чисто умозрительно могли подвергать сомнению любую из общепринятых истин, что порой сопровождалось как отрицанием достоверности самых бесспорных фактов, так и апологией самых фантастических измышлений.
В 1930 г. Курт Гедель сделал доклад «О полноте логического исчисления», а в начале следующего года опубликовал статью «О принципиально неразрешимых положениях в системе Principia Mathematica и родственных ей системах». Центральным пунктом его работы были формулировка и доказательство теоремы, что «для любой непротиворечивой системы аксиом существует утверждение, которое в рамках принятой аксиоматической системы не может быть ни доказано, ни опровергнуто» (2, с. 32).
Если считать умение логически рассуждать основной характеристикой человеческого разума или, по крайней мере, главным его инструментом, то теорема Геделя прямо указывает на ограниченность возможностей нашего мозга. Формально-вычислительные, «аристотелевские» процессы, лежащие в основе логического мышления, составляют лишь часть человеческого сознания. Другая же его область, принципиально «невычислительная», отвечает за такие проявления, как интуиция, творческие озарения и понимание.
Это означает, что ни на одном из языков в рамках аристотелевской логики не возможно построение системы знаний внутренне не противоречивой и полной. Одно и тоже явление, одна и та же картина мира могут быть описаны на языке движений, на словесном языке, на языке жестов, на языке зрительных образов, на языке запахов и на других более или менее распространенных языках. Каждый из языков имеет свои правила употребления – свою морфологию, грамматику, синтаксис.
Но источник знаний о природе сама природа, а не некоторый грамматически и логически текст, в котором записано наше понимание о природе. На это указывал английский философ Френсис Бэкон в труде «Новый органон» который, по его мнению, должен был заменить аристотелевский «Органон» в качестве орудия познания. Он положил начало разработке методов установления причинно-следственных связей в объективной действительности.
В 1927 году Нильс Бор дал формулировку одного из важнейших принципов квантовой механики — принципа дополнительности. С методологической точки зрения принцип дополнительности Бора является частным случаем дополнительности между рациональными и иррациональными аспектами действительности.
Язык словесный, как и любой другой язык, не способен дать полное и непротиворечивое знание. Необходимо дополнить его другим языком и пусть этот язык будет язык самой природы. Современные информационные технологии позволяют сделать это. «Природа говорит с нами на тысячу голосов, и мы лишь недавно начали её слушать» (И. Пригожин, И. Стенгерс). Надо познать хотя бы один из языков природы, чтобы приумножить наше знание о природе. Доступный человеку язык природы – это язык образов, рождаемых нашими органами чувств при непосредственном или опосредованном прикосновении к природе. Но этот язык не подменяет другие языки познания природы, например, математический язык или язык запахов.
Языки, искусственно созданные человеком и, казалось бы, логически не противоречивые (не забываем о теореме Геделя) и языки естественно возникшие (язык жестов, язык запахов, язык движений, язык образов) являются дополнительными друг другу. Как дополнительными для человека являются мысль и чувство. Любой язык, каким бы он ни казался странным или причудливым, может содержать в себе все, что необходимо познать человеку и все что должно быть высказанным этим человеком. Для понимания того или иного языка необходимо знать скрывающуюся за ним систему значений.
Построим с помощью метода индукции понятие «кристаллизация» на зыке образов. Для этого предъявим несколько рядов образов, иллюстрирующих данное явление:
Кристаллизация на оконном стекле:
К
ристаллизация на асфальте:Кристаллизация воды в реке:
К
ристаллизация на поверхности льда:Н
а основе этих визуальных рядов (или более подробных, все зависит от методики преподавания и стратегии обучения) учащиеся обнаруживают определенную закономерность в процессе кристаллизации воды. Итогом становится построение модели явления и понятия «кристаллизация льда». Но эти модели являются уже теоретическим инструментом позволяющим исследовать множество других явлений, таких как кристаллизация железа или кристаллизация меда. И самое главное, эти модели построены на основе реальных фактов природы, что придает понятиям и моделям интеллектуальную силу и дающую так необходимую для маленького человека веру в их достоверность.Предъявляя образную модель перехода вещества из жидкого в твердое, выстраиваем таким же образом понятие «конденсация» и соответствующую физическую и математическую модель. Обобщив модели явлений «плавление», «кристаллизация», «испарение», «кипение» и «конденсация» можно построить гипотетико-дедуктивную систему знания о переходах вещества из одного агрегатного состояния в другое.
Следующий шаг в познании природных явлений – восхождение от абстрактного знания, рожденного на первом этапе, к конкретному.
Конкретизация знаний обеспечивает более высокий уровень обобщения, поскольку её важными элементами являются раскрытие связей и отношений понятий с другими, уточнение границ их применимости. В этих условиях конкретное в мышлении становится глубоким и содержательным знанием о предмете; оно превосходит абстрактное знание, потому что отражает не какую-то одну существенную сторону явления, а его разные существенные стороны в их связи, т.е. охватывает предмет изучения многосторонне. Не статично (мертво), а в движении (в проживании некоего события природы). Приведем пример сценария учебного занятия с использованием визуальных образов:
«Мороз, Солнце и братья наши меньшие»
За окном трескучий мороз. Ярко светит на синем небе Солнце. На память приходят строки Александра Сергеевича Пушкина:
«Мороз и Солнце! День чудесный.
Ещё ты спишь мой друг прелестный…»
Почему солнечная погода зимой сопровождается понижением температуры воздуха? И почему мороз называют трескучим?
В лесу в это время тихо. Только время от времени слышен треск. Почему в сильные морозы трещат деревья?
Лесная тишина обманчива. Среди заснеженных деревьев прочерчено множество ниточек звериных следов. Тут и заячьи, лисьи и волчьи следы. Почему зайцы, лисы и волки не замерзают даже в большой мороз? Что защищает их от холода?
Медведи в это время находятся в спячке. Понижается ли температура тела медведя во время зимней спячки?
В морозы в лесу не увидишь и тетерева. Тетерев (глухарь, рябчик, куропатка и др.) зимой, отправляясь ко сну, падает с дерева и застревает в снегу и там проводит в морозную погоду иногда по несколько суток. Почему он так делает?
Но не все птицы прячутся в мороз. Снегири, синицы, клесты находятся на своем посту на деревьях. Во время сильных морозов птицы нахохливаются. Почему при этом они легче переносят холод?
Но голод не тетка! Если птица не будет питаться, то она погибнет от переохлаждения. Почему?
Поэтому они даже в сильный мороз не остаются на месте, а заняты поисками пищи. Но это большой риск. В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте. Как вы думаете, чем это можно объяснить?
Некоторые птицы (например, синицы) на зимнее время перебираются в поисках пищи и теплых уголков поближе к людскому жилью. Многие птиц подкармливают. Но чтобы большие птицы не обижали маленьких и не склевывали весь корм, рекомендуется делать легкие кормушки из пустых пакетов и подвешивать их. В чем физический смысл этого совета?
Никого не удивляют птицы, сидящие на дереве, - где же им ещё сидеть. Но если в сильные холода вы бывали поблизости от рек и озер, то наверняка обратили внимание на птиц, сидящих на льду. Как вы думаете, что они там делают? Что гонит птиц на лед?
В проруби можно увидеть весело ныряющих домашних уток. Почему утки в сильный мороз охотно лезут в воду? Некоторые из них даже ныряют на глубину. Зачем они это делают?
Трудно зверям и птицам в мороз. Трудно, но если они будут поступать в соответствии с много веков назад сложившими способами выживания, то у них есть шанс выжить. Человеку бы поучиться у них разумным поступкам в столь экстремальное время!
Первый путь – путь от частного к общему, от образов действительности к модели действительности. Второй путь – от общему к частному, от модели к реальным и трудно формализируемым природным процессам во всей их полноте явленным в образе. Естественным образом второй путь предполагает рефлексию учениками своей деятельности, потому что есть что осмысливать - те интеллектуальные продукты, которые в качестве полуфабрикатов методологического знания были предъявлены в ходе продуктивной деятельности учащихся. Именно рефлексия помогает схватывать целое раньше его частей и выстраивать структурно-логические связи между предыдущим и новым знанием, то есть провести процедуру понимания учениками нового знания.
Литература
1.Войшвилло Е. К., Дегтярев М. Г. Логика: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2001. – 528 с.
2.Музыкантский А. Математика. Теория противоречивости бытия. "В МИРЕ НАУКИ". Март 2007 № 3
3.Гаряев А. В. «Развитие визуального мышления учащихся средствами ИКТ». Сборник трудов участников XVII Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании» («ИТО-2007»). Часть V. – М.: «БИТ про», 2007 – с.191-193.
4.Гаряев А. В., Калинин И. Ю., Гаряева Т. П. «Методы развития визуального мышления на учебных занятиях». Тезисы докладов XII Всероссийской научно-методической конференции по вопросам применения ИКТ в образовании «Рождественские чтения». Пермь. ун-т; отв. за вып. Ю. А. Аляев, С. В. Русаков – Пермь, 2008. – 29-31.
5.Гаряев А. В., Гаряева Т. П. «Слово о физике или грамматика природы». «Информационные технологии в образовании». Сборник тезисов 2 городской конференции «ИТО – Пермь 2008». Департамент образования администрации г. Перми, МОУ ДОВ «Исследовательский центр развития системы образования» г. Перми, МОУ «Средняя общеобразовательная школа №87» г. Перми – Пермь, 2008 – с. 39-41.
6. Гаряев А. В. «Развитие визуального мышления учащихся средствами ИКТ». Сборник «Учебная деятельность в современных условиях». – Пермь, 2008. – с. 60-70.
7.Гаряев А. В. «Сценарий урока по теме «Удельная теплота плавления». Вестник ПОИПКРО №3. Пермь: ПКИПКРО, 2008 – с. 34-38.
8.Гаряев А. В. «Развитие визуального мышления учащихся средствами ИКТ». Вестник ПОИПКРО №3. Пермь: ПКИПКРО, 2008 – с. 24-34.
9.Гаряев А. В. «Метод восхождения от абстрактного к конкретному на учебных занятиях по физике». Сборник научных, методических и проектных материалов «Летняя проектная школа - 2003». Пермь: Изд-во ПОИПКРО, 2003. 52-89 с.
10.Любимов В. В. Психология восприятия. Учебник. /В. В. Любимов. – М.: Эксмо, ЧеРо, МПСИ, 2007. – 472 с., илл. – (Психология: университетский стандарт).