Методический семинар Проблемное обучение и имитационная технология как средства формирования универсальных учебных действий


Муниципальный профессиональный конкурс «Педагог-мастер 2016»
Конкурсное задание «Методический семинар».
Проблемное обучение и имитационная технология как средства формирования универсальных учебных действий.
Ермакова Н.М.,
учитель математики,
МБОУ «гимназия им. А.Н. Островского».
Кинешма 2016
Я думаю все вам знакома следующая ситуация: мама кормит с ложечки малыша, боясь, что он испачкается сам, испачкает все вокруг, если будет есть самостоятельно, придется потом застирывать белье и мыть пол, а это дополнительные хлопоты. Продолжай она так делать дальше, ребенок научится только открывать рот, ожидая, что его покормят, ведь другого он не умеет, не знает как решить проблему голода. Другая ситуация: учитель на уроке «кормит учеников с ложечки очередной порцией знаний», боясь, что по-другому будет слишком долго и хлопотно. В итоге ученики умеют лишь «открывать рот», чтобы решить проблему усвоения новых знаний, а некоторые и этого не хотят, т.к. не испытывают чувство «информационного голода» (есть же Интернет!). Да и как по-другому, если сами добывать знания они не умеют, не научили! В итоге, мы удивляемся, почему такая успеваемость и качество знаний, откуда берется такая пассивная молодежь, не умеющая самостоятельно решить даже элементарной жизненной проблемы?
Цели и ориентиры современной системы образования, определенные ФГОС ООО и Концепцией развития математического образования в Российской Федерации (системно-деятельностный подход к организации обучения, «знания для жизни», «нет неспособных к математике детей», формирование и развитие универсальных учебных действий (УУД), являются основой деятельности педагога. Мы должны «научить учиться» наших учеников, сформировать и «отточить» необходимые для этого действия. (Слайд 2)
У каждого педагога в его арсенале есть множество различных педагогических методик и технологий, и не важно традиционные они или инновационные, главное - результат их применения. Как и любому педагогу мне важно, чтобы мои выпускники приобрели не только необходимый запас знаний, но и определенный багаж приемов и действий для самостоятельного решения различных жизненных проблем. Многие технологии обладают средствами, активирующими и интенсифицирующими самостоятельную деятельность учащихся, в некоторых же технологиях эти средства составляют главную идею и основу эффективности результатов. К таким технологиям и относятся технология проблемного обучения и имитационная технология (кейс-метод).
Технология проблемного обучения и имитационная технология имеет следующие цели:(Слайд 3)
-активизацию и интенсификацию деятельности обучающихся;
-формирование новых знаний и умений путем создания проблемных ситуаций;
-повышение интереса к предмету;
-воспитание всесторонне развитой личности, готовой умело ориентироваться в меняющихся жизненных обстоятельствах и адаптироваться к ним;
-создание условий для самореализации личности; воспитание и развитие исследовательских навыков;
-формирование и развитие универсальных учебных действий обучающихся.
Технология проблемного обучения для меня не нова, кейс - метод применяю в своей практике сравнительно недавно, но особую актуальность они приобретает при реализации ФГОС.
Остановлюсь на технологии проблемного обучения. (Слайд.4)
К историко-педагогическим предпосылкам проблемного обучения относятся идеи активизации обучения, которые высказывались учеными на протяжении всего становления и развития педагогики. Родоначальником педагогики Древней Греции считается Сократ. Путем особых вопросов и рассуждений он помогал собеседнику самостоятельно приходить к постановке или решению проблемы. Сторонниками внедрения в обучение исследовательского подхода были французский философ Ж.Ж Руссо, а также чешский педагог Я.А.Коменский. Эпоха Нового времени знаменуется творчеством И.Г. Песталоцци (основными принципами его метода были деятельностный подход к процессу обучения и активная самостоятельная работа учащихся) и Ф.А.Дистервега (природосообразность обучения и воспитания). Образовательная концепция русского педагога К.Д. Ушинского во многом близка основам проблемного обучения. В зарубежной педагогике концепция проблемного обучения основывается на теоретические положения американского философа, психолога и педагога Джона Дьюи. Проблемное обучение получило достаточно полное отражение в работах зарубежных и отечественных исследователей путем разработки его теоретических основ. В своих исследованиях ученые определили проблемную ситуацию как начало процесса мышления и рассмотрели этапы этого процесса (С.Л. Рубинштейн); исследовали роль проблемной ситуации в мышлении и обучении (A. M. Матюшкин); разработали методологическую базу и системную концепцию проблемного обучения (A. B. Брушлинский, Т.В. Кудрявцев, И.Я. ЛернерA. M. Матюшкин, М.И. Махмутов); исследовал условия возникновения проблемных ситуаций на материале различных учебных предметов (В. Оконь); выявил уровни проблемного обучения (В.А. Крутецкий).
Существует множество определений понятия проблемного обучения (по И.Я. Лернеру, Т.В. Кудрявцеву, М.И. Махмутову и др.). Ознакомившись с ними, для себя я его сформулировала следующим образом: проблемное обучение - это особый вид взаимодействия педагога и обучающихся, который характеризуется созданием педагогом проблемных ситуаций, подведением обучающихся к желанию разрешить поставленные проблемы (психологическая проблемная ситуация), активной самостоятельной учебно-познавательной деятельностью обучающихся по их разрешению, и умелом руководстве этой деятельностью педагога, в результате чего и происходит усвоение новых знаний и способов действий. (Слайд 5)
В основе организации проблемного обучения лежит принцип поисковой учебно-познавательной деятельности ученика, т.е. принцип открытия им выводов науки, способов действия, изобретение новых предметов или способов приложения знаний к практике.
Проблемное обучение состоит из проблемного преподавания и проблемного обучения. (Слайд 6)
Технологическая схема проблемного обучения (постановка и разрешение проблемной ситуации): учитель создает проблемную ситуацию, направляет учащихся на ее решение, организует поиск решения. Таким образом, ребенок ставится в позицию субъекта своего обучения и как результат у него формируются новые знания и различные виды действий (Слайд 7)
Основными понятиями проблемного обучения являются: проблемная ситуация и проблема, проблемная задача. (Слайд 8)
Проблемная ситуация создается педагогом «искусственно» (педагогическая), учащиеся ее «принимают» (психологическая»)
Выделяют несколько типов проблемных ситуаций (слайд 9)
Следующий шаг - постановка проблемы, осуществляемая в несколько этапов:
- анализ проблемной ситуации;
- создание сущности затруднения – видение проблемы;
- словесная формулировка проблемы.
(Слайд 10) Учитель должен помнить, что нельзя ставить учебную проблему без предварительной актуализации той группы ранее усвоенных знаний, которая непосредственно связана с материалом, подлежащим усвоению путем решения. В противном случае ими проблема не будет понята и принята учащимися, или ее решение не приобретет творческого характера.
Учебная проблема считается поставленной в том случае, если выполнено правило – определение возможных условий для самостоятельного решения ее учащимися.
Сформировав проблему или осознав формулировку, данную учителем, ученик начинает поиск решения, составление плана решения. Составление плана решения зависит от умения ученика предвидеть следующие шаги. Он мысленно забегает вперед, смутно представляя себе результат решения, фиксируя последовательность своих действий на основе опыта решения проблем, на основе интуитивного мышления. В итоге такого мысленного забегания вперед возникает идея решения, предположение о принципе, на котором оно будет основано. Однако предположение не всегда оказывается применимым способом решения возникшей проблемы (гипотеза). Гипотеза найдена, теперь необходимо ее доказать. Процесс доказательства гипотезы осуществляется путем выведения из нее следствий, которые подвергаются практической проверке, т.е. проверяются на фактах или сопоставляются с другими понятиями и законами. Доказанная гипотеза - решение проблемы. Истинность нового знания проверяется на практике, т.е. процесс решения учебной проблемы заканчивается проверкой решения на практике.
Для того чтобы способ решения данной проблемы был яснее осознан учащимися, запомнился как алгоритм решения такого типа проблем, необходим анализ пройденного пути. Учащиеся должны уяснить каждый этап процесса решения, понять суть допущенных ошибок, неправильных предположений, гипотез. Каждый ученик должен как бы вернуться назад и еще раз посмотреть, нет ли других, более ясных и четких формулировок проблемы, более рациональных способов решения ее. Процесс проблемного учения – это и усвоение новых знаний путем решения учебных проблем, и их закрепления в ходе проблемного и традиционного повторения.
Таким образом, урок при проблемном обучении имеет следующую структуру: (слайд 11)
1. Актуализация знаний.
2. Проблемная ситуация педагогическая.
3. Проблемная ситуация психологическая
4. Постановка учебной проблемы (осознание, формулировка)
5. Поиск способов решения проблемы (гипотезы)
6.Доказательство гипотезы.
7. Решение учебной проблемы
8. Рефлексия: проверка решения на практике.
Практика доказывает, что процесс проблемного обучения порождает различные уровни как интеллектуальных затруднений учащихся, так и их познавательной активности: познавательная самостоятельность ученика может быть или очень высокой, или почти полностью отсутствовать. В связи с этим выделяют четыре уровня проблемного обучения:
(Слайд 12) уровень обычной активности (обусловливающий репродуктивную деятельность ученика (действия по образцу) – самую низкую степень познавательной самостоятельности); уровень полусамостоятельный (обеспечивающий применения прежних знаний в новой ситуации); самостоятельный (продуктивный) и уровень творческой активности.
С моей точки зрения, технологию проблемного обучения целесообразнее применять на уроках «открытия» новых знаний, на комбинированных уроках.
В своей практике использую различные приемы создания проблемных ситуаций (Приложение 1).
Я бы выделила следующие условия достижения максимального эффекта при использовании технологии проблемном обучении: (Слайд 13)
Системно-деятельностный подход к организации урока;
Отбор педагогом наиболее актуальных и сущностных задач, подготовку проблемных вопросов и ситуаций, предварительное прохождение всех этапов урока и предвидение различных вариантов его хода;
Педагогическая проблемная ситуация должна обязательно «породить» психологическую проблемную ситуацию, т.е. поставленная проблема должна стать значимой для обучающихся; удивить их своей необычностью, неожиданностью, нестандартностью, содержать посильное познавательное затруднение;
Главное - это не сам факт получение нового знания или способа решения, а путь их получения и действия обучающихся на протяжении «этого пути»;
Все учащиеся должны испытать радость открытия новых знаний или способов решения, для этого проблемные задачи должны содержать различные уровни подсказки для слабых учащихся.
Теперь перейдем к понятию имитационной технологии или, по-другому, кейс –методу. (Слайд 14)
Суть его в том, что обучающимся предлагают найти решение некоторой проблемы, максимально приближенной к реальной жизни или обусловленной темой урока, используя подготовленный педагогом информационный пакет (кейс). Затем все предложенные варианты решений обсуждаются и выбирается наиболее оптимальный.
Весь этот процесс, по сути, имитирует (отсюда название «имитационная технология») механизм принятия решения в жизни, требует не только теоретических знаний, но и что более ценно - умения применять их в различных ситуациях: учебных (метапредметная связь) и реальных.
Типы кейсов: практические, обучающие и исследовательские. Исследовательские кейсы требуют высокого уровня самостоятельности, определенных знаний, иногда выходящих за рамки учебной программы, длительного временного промежутка для работы над ним.
Создание школьного кейса по любой теме требует соблюдения ряда определенных условий (Слайд 15):
Кейс должен содержать необходимую достоверную актуальную информацию (отрывки из литературных произведений, статистические данные, таблицы, прайс-листы и т.п.); возможность привлечения дополнительной или справочной литературы должна быть сведена к минимуму;
Кейс должен быть ориентирован на возраст обучающихся и реальные временные рамки (не более 45 минут);
К каждому кейсу прилагается список вопросов для его анализа;
Кейс может содержать несколько альтернативных вариантов решения.
Результаты работы должны быть, что называется, «осязаемыми», т.е., если это теоретическая задание, то конкретное решение, если практическая - конкретный результат, готовый к использованию (на уроке, в реальной жизни).
В своей практике предпочтение отдаю практическим и обучающим кейсам, использую их на уроках закрепления знаний.
Большая часть практических кейсов, которые я использую на уроке, базируется на местном материале. Учащиеся чувствуют себя увереннее, если они хорошо знают среду и контекст, в котором происходят события. Хотелось бы обратить внимание, что создавая обучающий кейс-пакет, учитель может интегрировать материалы из различных школьных дисциплин, способствуя тем самым формированию метапредметных знаний учащихся. (Приложение 2).
Таким образом, (Слайд 16) проблемное обучение и кейс-метод в полной мере реализуют системно- деятельностный подход в обучении математике.
Результатом обучения с помощью данных технологий является развитие следующих универсальных учебных действий:
личностные действия: самоопределение, смыслообразование, нравственно-этическая ориентация;
регулятивные действия: целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль,  коррекция, оценка, саморегуляция;
познавательные универсальные действия:
общеучебные универсальные действия (умение строить высказывание, формулировка проблемы, рефлексия деятельности, поиск информации, смысловое чтение, моделирование);
логические универсальные действия (анализ, синтез, сравнение, классификации объектов, установление причинно-следственных связей, доказательство);
коммуникативные действия: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками, постановка вопросов, умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли.
Мною проводился опрос учащихся 5,6,8 классов «Понравился ли вам урок?», который показал, что большинству учащихся (в ср. 82%) понравился проблемный урок открытия новых знаний (слайд 17). Проведена диагностика прочности усвоения теоретических знаний полученных на уроке с применением технологии проблемного обучения или кейс-метода и на уроках, где данные методы не применялись (Слайд 18).
Результаты показали, что применение данных технологий в процессе обучения имеет положительные результаты. Таким образом, можно говорить о том, что описанные мною технологии не только более привлекательны для обучающихся, стимулируют их познавательный интерес, но и способствуют более прочному усвоению теоретических знаний. Кроме того, я считаю, что использование данных технологий является одним из факторов, способствующих повышению качества образования (результаты качества знаний по итогам стартового контроля в 5,6,8 классах – 66,5 %), качество знаний по итогам промежуточной аттестации за 3 четверть - 69,6 %) (Слайд 19).
Опытом использования проблемного обучения и кейс-метода на своих уроках я делилась со своими коллегами на школьном и городском методическом объединении учителей математики, на городском практико-ориентированном семинаре «Конструирование учебного занятия в условиях внедрения ФГОС ООО»,а также в ходе сеансов видеоконференцсвязи в рамках «Гимназического союза России», проводившихся на базе гимназии ( Бинарный сеанс: Методы, эффективные приемы и средства (межпредметные) формирования УУД в ООО ) (Слайд 20)
Безусловно, описанные мною методы не являются панацеей для решения многих проблем, но то, что они учат моих учеников самостоятельно приобретать знания, логически обдумывать каждый свой шаг, находить оптимальное решение в ситуации выбора, сотрудничать со сверстниками, аргументировать свои действия пусть пока на уроках, в конечном счете поможет им решать возникающие жизненные проблемы в будущем.
Библиография:
Е.В. Ковалевская. Проблемное обучение: прошлое, настоящее, будущее: //Коллективная монография: в 3 кн. Нижневартовск: Изд-во Нижневартовского гуманитарного ун-та, 2010
Карелина Т.М. Методы проблемного обучения // Математика в школе. – 2000. - № 5
Бакланский О.Е. Проблемное обучение: обоснование и реализация // Наука и школа. – 2000. - № 1
Н.В. Дударева. Т.А. Унегова. Методические аспекты использования «CASESTADY» при обучении математике в средней школе. //Журнал «Педагогическое образование в России», № 8. 2014
Приложение 1.
Примеры различных проблемных ситуаций на уроках математики.
1.Умышленное допущение учителем ошибки (Тема «Решение уравнений» 6 класс При решении уравнения нарочно не меняю знаки при переносе слагаемых из одной части уравнения в другую, получаю корень уравнения, прошу учащихся проверить его, выясняется, что корень не походит, почему? - …)
2.Создание проблемных ситуаций через противоречие нового материала старому, уже известному (Тема «Сложение дробей с разными знаменателями»:5 класс. Нахожу сумму дробей с разными знаменателями 2/3+3/4 =5/7, значит 2/7+3/7=5/14 –противоречие правилу сложения дробей с одинаковыми знаменателями, значит дроби с разными знаменателями нельзя так складывать, а как? -….)
3.Создание проблемных ситуаций через выполнение практико-ориентированных заданий. (Тема «Объём прямоугольного параллелепипеда» 5 класс. Предлагаю учащимся задачу: Бассейн имеет высоту-3м, ширину-10 м., длину- 30 м, можно ли проводить в этом бассейне соревнования по плаванию, если в него налили 30 000 л воды? Проблема: не знают формулу для нахождения объема параллелепипеда –это и будет темой нашего урока)
(Тема «Проценты» 6 класс. Торговая сеть «Эльдорадо» организовала акцию: «0 рублей- первый взнос, 0 рублей- переплаты», планшет стоимостью 20 тыс. руб. предлагается с рассрочкой платежа на 2 года, с ежемесячной выплатой 5 % его стоимости. Какую сумму выплатит покупатель за 2 года? Оправдывает ли акция свое название?).
4. Создание проблемных ситуаций «с удивлением» (Темы: «Законы сложения» 5 класс, «Формула n-первых членов арифметической последовательности» 9 класс. Начать урок можно с исторической зарисовки о детстве великого математика Карла Гаусса, затем предложить учащимся самим решить задачу: 1+2+3+…+99+100, попробуем взглянуть на эту задачу с высоты ваших знаний….
Тема: «Сумма n-первых членов геометрической прогрессии» 9 класс. Начинаю урок с индийской легенды об изобретателе шахмат. Какое же количество зерен потребовал изобретатель шахмат? Попробуйте и вы ответить на этот вопрос!..
Тема «Проценты» 6 класс. Предлагаю задачу: Число 200 увеличили на 20%, а затем полученный результат уменьшили на 20% Получится ли в результате число 200?)
5.Создание проблемных ситуаций через различные способы решения одной задачи. (Тема: «Распределительный закон» 5 класс. Предлагаю решить двумя способами следующую задачу: Из двух пунктов навстречу друг другу выехали велосипедист со скоростью 20 км/ч и мотоциклист со скоростью 80 км/ч и встретились через 4 часа. Найти расстояние между пунктами).
6. Создание проблемных ситуаций через выполнение исследовательских заданий. (Тема «Длина окружности» 6 класс (предваряющее тему домашнее задание). Прошу дома измерить длину произвольной окружности (ниткой), длину диаметра и найти отношение длины окружности к ее диаметру с точностью до 4 знаков после запятой. На уроке выясняю результаты исследований, вопрос окружности у всех были разные, а результат примерно одинаковый, почему? ....)
Создание проблемной ситуации через «априори невыполнимые задания» (Тема: «Неравенство треугольника» 8 класс. Прошу построить треугольник со сторонами 3 см, 4 см, 7 см. Учащиеся не могут это сделать, почему? Далее привожу доказательство теоремы о неравенстве треугольника).
8. Создание проблемных ситуаций с затруднением (Тема «Сравнение дробей» 5 класс. Предлагаю учащимся несколько примеров на сравнение дробей с равными числителями, равными знаменателями, сравнение дробей через сравнение каждой дроби с ½, сравнение дробей через сравнение дополнений каждой дроби до1, а затем в конце привожу пример сравнения дробей с разными знаменателями, но все предыдущие правила не позволяют их сравнить. Как сравнить? А какие дроби мы умеем сравнивать? (с равными знаменателями). Значит, чтобы сравнить эти дроби надо…)
(Тема «Площадь параллелограмма» или «Площадь трапеции» 9 класс Проблема: как найти площадь фигуры. Можно использовать проволочный каркас прямоугольника, согнуть его до параллелограмма, подводящий к решению проблемы вопрос, изменилась ли площадь фигуры с изменением ее формы (нет). Мы знаем, как найти площадь прямоугольника? значит…)
Приложение 2.
Кейс (практический) 6 класс: «Ремонт учебного кабинета»
Состав кейса:
Размеры кабинета (включая замер окон и двери) - таблица
Расход краски при первичной и последующей покраске (г/кв. м.) - таблица
Стоимость линолеума (торговая сеть «Гермес», магазин «Стройкомплект») – прайс-лист
Стоимость краски для стен (магазины «1000 мелочей», «Второй дом») – прайс-лист
Стоимость краски для потолка (магазины «1000 мелочей», «Второй дом») - прайс – лист.
Класс разбивается на 3 группы: 1 группа – ремонт потолка, 2 группа – ремонт пола, 3 группа - ремонт стен.
Результат: – смета ремонта кабинета.
Кейс (практический) 9 класс, «Ремонт квартиры».
Состав кейса:
1. Размеры комнат, кухни, ванной, включая замеры оконных и дверных проемов – таблица.
2. Стоимость пластиковых окон с установкой в различных фирмах г. Кинешмы ( «Скиф» и «REHAU») –прайс-лист
3. Стоимость натяжных потолков (фирмы «Макс век» и Студия Оранж) – прайс-лист
4. Стоимость обоев различной ширины в магазинах города («Тысяча мелочей» и «Кенгуру», стоимость клея для обоев.) – прайс-лист.
5. Стоимость ламината, линолеума (Фирма «Стройкомплект» и «Кенгуру») - прайс-лист.
6. Стоимость плитки для стен и пола (фирма «Гермес» и магазин «Кенгуру»), стоимость клея для плитки – прайс-лист
7. Стоимость работ по укладке плитки – таблица расценок.
7. Стоимость работ по оклейке стен обоями – таблица расценок.
Класс разбивается на группы каждой группе выдается кейс - полный набор:1 группа – ремонт гостиной, 2 группа – ремонт спальни, 3 группа – ремонт кухни, 4 группа – ремонт ванной комнаты.
Результат – смета ремонта квартиры.
Кейс (обучающий) 5 класс «Меры длины, меры веса».
Состав кейса:
Отрывок из повести И.С. Тургенева «Муму» (описание Герасима).
Информация о старорусских мерах длины и веса – текстовая информация.
Пословицы и поговорки, в которых используются название старорусских мер длины и веса –текстовая информация.
Задание: перевести встречающиеся в отрывке, предложенных пословицах и поговорках старорусские меры длины в современные единицы измерения.
Вспомнить пословицы и поговорки, где встречаются старорусские меры измерения длины и веса.
Результат: знания о мерах длины и веса приобретены и усвоены в ходе активной групповой работы.
Кейс (обучающий) 5 класс «Деление дробей».
Состав кейса:
«Все о таланте» (определение, вес таланта в античности) - текстовая информация.
Тестовые задачи.
Задание:
Прочитайте информацию о талантах.
Решите предложенные задачи, используя необходимую информацию о талантах.
Результат: знания о таланте как единице массы и денежной (не монетной) единице во времена античности. Отработка действия деления обыкновенных дробей.