Знаково-символическое моделирование учебной информации как средство формирования функциональной грамотности школьников

Сверчкова, Юлия Анатольевна

Темы диссертаций по педагогике » Общая педагогика, история педагогики и образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Знаково-символическое моделирование учебной информации как средство формирования функциональной грамотности школьников

Автореферат

Автор научной работы: Сверчкова, Юлия Анатольевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Санкт-Петербург
Год защиты: 2009
Специальность ВАК РФ: 13.00.01

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Знаково-символическое моделирование учебной информации как средство формирования функциональной грамотности школьников"

На правах рукописи

0034606Ш

Сверчкова Юлия Анатольевна

ЗНАКОВО-СИМВОМ1ЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УЧЕБНОЙ ИНФОРМАЦИИ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ГРАМОТНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ

(НА ПРИМЕРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОБЛАСТИ «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ» 5, 6 КЛАССОВ)

Специальность 13.00.01 Общая педагогика, история педагогики и образования

Автореферат

- 9 0 г- «•

диссертации на соискание ученой степени кандидат&дедзгогщтских наук

Санкт-Петербург - 2009

003460676

Работа выполнена на кафедре педагогики Автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ленинградский государственный университет имени A.C. Пушкина»

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор Комиссарова Татьяна Сергеевна

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор Бороненко Татьяна Алексеевна

кандидат педагогических наук, доцент Жуковин Игорь Борисович

Ведущая организация:

«Санкт - Петербургская

НОСТДИ11ЛОМНОГО

образования*

академия педагогического

Защита состоится 17 февраля 2009 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 800.009.02 при Автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ленинградский государственный университет имени A.C. Пушкина» по адресу: 196605, Санкт-Петербург, Петербургское шоссе, д. 10, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ленинградского государственного университета имени A.C. Пушкина.

Автореферат разослан 15 января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

канд. пед. наук, доцент

Г.А. Гонтарева

ОКЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

В условиях вхождения России в европейское и мировое образовательное пространство, активной информатизации образования становится очевидной необходимое! в повышения качества образования за счет таких инструментальных средств как визуализация учебной информации. Визуализация прошла путь от иллюстрации учебной информации до се моделирования как объекта по знания и средства активизации познавательной деятельности в обучении.

Современное образование как процесс расширения возможностей выбора личностью жизненного пути и саморазвития, как процесс обучения и воспитания сопровождается констатацией определенных государством образовательных уровней. Уровень образованности отражает круг продуктов духовного и материального труда, социальных норм и ценностей, которые личность способна использовать в своей деятельности для достижения своих целей. В этой связи знак, символ, графика являются «инструментом» усвоения информации и средством учебной деятельности, овладение которым дает возможность повысить качество обучения и достижение определенного уровня образованности.

Функциональная грамотность формируется в процессе учебно-познавательной деятельности, результатом которой являются познавательные средства - предметные и общеучебные умения. Доминирующее значение для :>того уровня грамотности имеют общеучебные умения, которые связаны с оперированием знаково-символическими системами, материализующими приемы мышления: анализ, синтез, обобщение, классификацию и др. Они определяют содсржатсльно-деятельное ч ну ю и по гребное тпо-мотивациои ну ю стороны функциональной грамотности, в соответствии с которыми подразделяются на информационные, интеллектуальные, организационные и коммуникативные.

Процесс формирования общеучебных умений подчиняется закономерностям учебно-познавательной деятельности, которая реализуется совокупностью учебных действий с каждом звене усвоения. Содержание учебных действий направлено на вариативное преобразование учебной информации. Из этого следует, что основным, ведущим в системе учебных действий является символико-графическое моделирование как процесс визуализации учебной информации, обеспечивающий её свертывание -развертывание с целью анализа, синтеза, обобщения, классификации и абстрагирования.

Овладение обучающимися знаково-символическим моделированием на ступени основной школы становится действенным инструментом развития функциональной и последующих уровней образованности.

Применение знаков, символов, (рафики как средства активизации познавательной деятельности, как средства понимания и запоминания учебной информации нашли отражение в работах: И.И. Бариновой, A.M. Берлянта, У. Боумена, A.A. Ветрова, М.С. Винокура, Э.В. Ильенкова, A.M. Коршунова, Б.В. Ломова, A.A. Лютого, В.В. Мантатова, Л.М. Панчешниковой, Л.О. Резникова, В.Ф. Рубахина, Н.Г. Салминой, И.М. Титовой, В.Ф. Шаталова.

Сущность и структура моделей, их функции, приемы и способы построения рассмотрены в работах Е.П. Никитиной, М.В. Поник, B.C. Преображенского, В.Н. Солнцева, В.Б. Сочавы, В.Д. Сухорукова, В.А. Трофимова, В.А. Штоффа.

Психологическое обоснование знаково-символического моделирования как метода познания и мышления представлено в трудах Л.С. Выготского, В.В. Давыдова. А.Н. Леонтьева, С.Л. Рубинштейна, Д.Б. Эльконина.

Содержательная и процессуальная стороны развития личности в обучении раскрыты в научных исследованиях В.П. Беспалько, B.C. Безруковой, Л.С. Выготского, В.В. Давыдова, И.Д. Зверева, Г'.Д. Кирилловой, Т.И. Шамовой, Г.И. Щукиной, Д.Б. Эльконина, И.Я. Якиманской и др.

Знаково-символическая деятельность (моделирование) как частный вид учебно-познавательной деятельности, направленной па формирование различных уровней грамотности и компетентности (умения использовать знаково-символический язык для расширения знаний, развития мышления, выработки суждений и формирования умений), представлены в концепциях визуализации учебной информации М.А. Галагузовой, Д.А. Донтис, В.Р. Ильченко, Т.С. Комиссаровой, М. Маклипа, К. Норбсрг, М.А Панфилова, Л.М. Перминовой, И.М. Титовой, Г. Тох, Л.И. Фридман.

Вместе с чем, в названных трудах не в полной мере рассмотрено обучение знаково-символичсскому моделированию в целостном процессе формирования функциональной грамотности, что порождает противоречия между:

• потребностью в эффективном обучении и отсутствием в обучении эффективного средства обучения, обладающего потенциалом содержания, организации и метода;

• частным позитивным применением знаково-символического моделирования в обучении и отсутствием систематического обучения знаково-символическому моделированию.

Данные противоречия позволяют выделить проблему обучения моделированию и его применения как средства формирования функциональной грамотности. В рамках этой проблемы сформулирована тема исследования «Знаково-снмволическое моделирование учебной информации как средство формировании функциональной грамотности школьников» (на примере образовательной области «Естествознание» 5, 6 классов).

Цель исследования: разработать педагогические условия обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации.

Объект исследования: средства формирования функциональной грамотности школьников.

Предмет исследования: знаково-символическос моделирование учебной информации как средство формирования функциональной грамотности школьников.

Гипотеза исследования: знаково-символическое моделирование учебной информации будет способствовать формированию функциональной грамотности в процессе обучения естествознанию, если:

• совокупность конкретных целей и содержание обучения естествознанию обеспечит поэтапное овладение познавательными средствами, характерными для функциональной грамотности;

• содержание моделирования направлено на преобразование учебной информации в компактную, знаково-символическую форму;

• технология моделирования отражает полный цигсл обучения как последовательную организацию восприятия, осмысления, запоминания, закрепления и применения познавательных средств;

• этапы моделирования предполагают систему действий по организации обучения.

Задачи исследования

1. Определить познавательные средства естествознания и установить их потенциал, обеспечивающий формирование функциональной грамотности.

2. Установить принципы и функции преобразования учебной информации в знаково-символическую форму.

3. Выявить технологию моделирования учебной информации.

4. Определить компоненты педагогических условий организации знаково-символического моделирования в процессе обучения естествознанию.

Методологическая основа исследования:

- теория познания, теория деятельности, теории развития личности (Б.Г. Ананьев, П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, В.Г. Казанская, А.Н. Леонтьев, H.A. Менчинская, С.Л. Рубинштейн, Ю.А. Самарин, Т.И. Шамова, Г.И. Щукина и др.);

- системный, личностно-деятельный походы (Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, A.II. Леонтьев, В.Н. Максимова, М.Н. Скаткин, В. А. Сластенин, И .Я. Якиманская и др.);

- нсихолого-педагогическая теория моделирования (М.А. Галагузова, В.В. Давыдов, М.А. Панфилов, B.C. Преображенский, И.М. Титова и др.);

- теория развивающего обучения (В.В. Давыдов, Г.Д. Кириллова, JI.B. Занков и др.);

- концепция визуализации информации и функциональной грамотности (Д.А Дондис, В.Р. Ильченко, Т.С. Комиссарова, O.E. Лебедев, JI.M. Перминова, И.М. Титова и др.).

Методы исследования

Теоретические: анализ и синтез философской, психолого-педагогической, методической и специальной литературы по проблеме исследования; моделирование; теоретико-методический анализ состояния исследуемой проблемы.

Эмпирические: педагогическое наблюдение, анкетирование, беседа, педагогический эксперимент, опрос, проведение диагностических контрольных работ;

Методы качественного и количественного анализа экспериментальных данных: поэлементный и пооперационный анализ результатов анкетирования, графические и табличные интерпретации данных.

Этапы исследования

I этап (2003-2005 гг.) - определены цель, обт.ект, предмет, гипотеза, задачи исследования; изучено состояние разработанности исследуемой проблемы в философской, психолого-педагогической, методической литературе и в практике обучения естествознанию; проведен констатирующий эксперимент.

II этап (2005-2006 гг.) - проведен формирующий эксперимент но обучению школьников знаково-символическому моделированию учебной информации, разработаны педагогические условия реализации обучения, направленные на формирование предметных естественнонаучных знаний и функциональной грамотности.

III этап (2006-2008 гг.) - апробированы педагогические условия, систематизированы и обобщены результаты исследования, сформулированы выводы и заключение, оформлена диссертационная работа.

Экспериментальная база

Исследование проводилось в течение 2003-2008 учебных годов на базе муниципальных образовательных учреждений Лужского района Ленинградской области: Мшинской и Заклинской средних общеобразовательных школ. Общее количество школьников, включенных в экспериментальную работу, составило 120 человек.

На защиту выносятся следующие положения

1. Познавательные средства образовательной области «Естествознание» включают познавательные модели, поэтапное овладение которыми осуществляется как исследование объектов, процессов, явлений в природе, выявление внутренних причин и условий их происхождения. Результатом каждого этапа являются знания, обеспечивающие ориентацию в окружающем мире.

2. Содержанием знаково-символического моделирования является деятельность по преобразованию познавательных объектов в систему знаков, символов, графики, отражающая учебную информацию посредством их комбинирования и расположения на плоскости изображения. Результатом моделирования являются знаково-символические модели учебной информации, которые выполняют функции: наглядности, образности, оперативности и эвристичности. Моделирование учебной информации осуществляется па основе общедидактических и специальных принципов. К последним относятся: количественная ограниченность и унифицированность; актуализация смысловых элементов; автономность и модальность; ассоциативность и стереотипность.

3. Технология моделирования учебной информации и ее этапы обусловливают технологию обучения учебно-познавательной деятельности, которая включает: общую и конкретные цели, характерные для поэтапного овладения

познавательными средствами; алгоритм знаково-символического моделирования; методическое обеспечение обучения (система заданий, средства наглядности); субъект-субъектное взаимодействие участников, педагогического процесса.

4. Педагогические условия включают содержательно-целевой и организационно-методические компоненты, а также их детерминанты. Реализация модели педагогических условий осуществляется в четыре этапа: аналитико-проектировочный, обучающий, организационпо-деятельностный и контрольно-корректирующий. Научная новизна

1. Определены детерминанты педагогических условий: долгосрочные цели по формированию функциональной грамотности, естественно-научных знаний, символико-графических умений; содержание обучения образовательной области «Естествознание»; методологические подходы (системный, личностно-деятельностный); принципы обучения (общедидактические и специальные); структурные компоненты (содержательно-целевой, организационно-методический); этапы реализации как совокупность педагогических действий учителя.

2. Определены педагогические действия учителя, определяющие способ организации и характер учебно-познавательной деятельности обучающихся. К ним относятся: аналитико-проектировочные, обучающие, организационно-деятельностные, контрольно-корректирующие.

Теоретическая значимость исследования

1. Обосновано обучение знаково-символическому моделированию учебной информации как целостный процесс формирования естественнонаучных знаний и функциональной грамотности школьников в определенных педагогических условиях.

2. Уточнено понятие «педагогические условия» как совокупность педагогических действий учителя (внешних обстоятельств учения),

определяющих организацию и характер учебно-познавательной деятельности учащихся.

Практическая значимость

Разработаны алгоритмы действий по обучению знаково-символическому выражению учебной информации; составлены вариативные обучающие задания разного уровня сложности по моделированию учебной информации (на примере образовательной области «Естествознание» 5,6 классов).

Рекомендации но использованию результатов исследования

При обучении знаково-символическому моделированию о любой образовательной области на различных ступенях образования; в системе подготовки, переподготовки, повышения квалификации педагогических кадров.

Достоверность результатов исследования обеспечена: методологической целостностью работы, базирующейся на принципах системного, личностно-дсятельностного подходов; многосторонним анализом фактического материала, полученного в ходе эксперимента; качественной и количественной обработкой экспериментальных данных, позволяющих оцепить эффективность педагогических условий формирования умений знаково-символического моделирования учебной информации.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в учебно-воспитательном процессе в школах Ленинградской области. Основные положения и результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедр естествознания, географии и туризма; педагогики Автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ленинградский государственный университет имени A.C. Пушкина», на Царскосельских международных научно-практических конференциях (Санкт-Петербург, 2003-2004), отражены в четырех научных публикациях.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, выводов, заключения, списка использованной литературы, приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ Во Введении раскрыта актуальность исследования, определены его цель, объект, предмет, гипотеза и задачи. Дапа характеристика теоретико-методологических основ проведенного исследования, указана его экспериментальная база, сформулированы положения, выносимые на защиту. Обозначена научная новизна, теоретическая и практическая значимость для современного образовательного процесса. Приведены методы исследования и характеристика его этапов, обоснована достоверность результатов.

В первой главе «Теоретические предпосылки выявления педагогических условий знаково-символического моделирования учебной информации как средства формирования функциональной грамотности школьников» рассмотрены вопросы: визуализация информации как принцип обучения; функциональная грамотность как совокупность познавательных средств школьников; моделирование как компонент учебно-познавательной деятельности и познавательное средство по формированию функциональной грамотности; организация обучения знаково-символическому моделированию содержания учебной информации.

На основе анализа научной литературы (Р.Ф. Абдеев, А.Я. Фридлапд, Н.Г1. Иваницкая, Л.С. Выготский, А.Р. Лурия, В.П. Верховский, Б.Ф. Ломов, М.М. Панчешникова, М.В. Гамезо, Г.С. Камерилова, Т.С. Комиссарова и др.) установлено, что в культуре человечества визуализация информации использовалась с целью коммуникации на основе зрительного общения. Природа человека является фактором существования в прошлом, настоящем и будущем визуальной информации, средствами которой служит язык знаков, символов, графики. Всякий считывающий эту информацию должен владеть языком этих средств. Под информацией понимается обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе приспособления к нему (Н. Винер).

Учебная информация - сообщение, зафиксированное искусственными знаками, доступное восприятию и пониманию аудиторией, на которую оно рассчитано (H.H. Иваницкая, 1997).

Овладение языком знаков, символов, графики связано с образовательным процессом, обусловлено его целями и содержанием, усложнение которого от дошкольного до высшего профессионального дает возможность развивать мышление от эмпирического до теоретического.

В общей эволюции психолого-псдагогической теории наглядности усиление деятельностного подхода в обучении обусловило разнообразие видов наглядности (схемы, таблицы, опорные конспекты) как особых вспомогательных средств мышления и поведения, обеспечивающих развитие интеллекта человека. Визуализация учебной информации прошла путь от иллюстрации до моделирования как объект и средство активизации познавательной деятельности обучающихся.

Знак, символ и 1рафика являются «инструментом» передачи информации и познавательными средствами учебной деятельности. Усвоение познавательных средств является объектом учебной деятельности, содержанием которой выступают теоретические знания, а результатом -поэтапное овладение уровнем образованности и, следовательно, развитие обучающихся.

IIa основании изучения работ Л.М. Перминовой, О.Е.Лебедева, В.В. Давыдова, В.И. Гинецинского выявлено значение функциональной грамотности как уровня образованности, обеспечивающего формирование компетентности.

Характеристика функциональной грамотности как уровня образованности позволила выделить два вида познавательных средств - предметные и учебные.

Предметные познавательные средства - это те сведения, правила, принципы, понятия и умения, которые составляют основу естественных и гуманитарных наук, отраженных в содержании конкретной образовательной области.

Учебные познавательные средства «соответствуют тем действиям, посредством которых реализуется учебно-познавательная деятельность» (В.В. Давыдов, 2002). В научной литературе такие познавательные средства

чаще всего называют общеучебными умениями и подразделяют на информационные, интеллектуальные, организационные и коммуникативные. Информационные - включают умения: работать с учебником, текстом, дополнительной и справочной литературой, таблицами, а также составлять план, тезисы, конспект. Интеллектуальные - содержат умения осуществлять приемы мышления в соответствии с информационными умениями (анализ, синтез, обобщение, мысленное моделирование и т.д.). Организационные -связаны с умениями целеполагания, планирования, самоконтроля, самокоррскции, взаимоконтроля, рефлексии. Коммуникативные - умения вести беседу, ставить вопросы, вести диалог, дискутировать, рецензировать, строить рассказ, объяснять (М.Л Панфилов, 2005).

Происхождение рассматриваемых познавательных средств обусловлено частными методами науки, ее логикой, представленными в образовательной области, а также способами организации учебно-позпаватсльной деятельности. Их функционирование в учебно-познавательной деятельности связано с освоением зпаково-символической и графической системой культурно-исторического содержания образования, продуктом которою становятся предметные (межпредметные) и общеучебные умения. Они взаимодополнительны: первые - обогащают вторые, а вторые - служат вспомогательным средством мышления и поведения в процессе усвоения первых.

Основным условием формирования общеучебных умений является применение в полном цикле усвоения знаний: восприятие, осмысление, запоминание, применение. Процесс их формирования подчиняется закономерностям учебно-познавательной деятельности, которая реализуется в каждом звене усвоения. Содержание учебных действий направлено на вариативное преобразование учебной информации: вербальное —> символико-графическое —> моделирование отношений изучаемых объектов —» моделирование условий функционирования объектов —> вербализация условий.

Исходя из определений и характеристик, данных разными авторами (М.А. Галагузова, В.В. Давыдов, Н.П. Иваницкая, Л.Н. Леонтьев, B.C. Преображенский, И.М. Титова, Н.Г Салмина, Д.Б. Эльконин и др.) моделирование учебной информации как общий принцип усвоения связан с понятием «модель», в употреблении которого выделяются следующие особенности: модель представляет собой средство научного познания; модель выступает представителем оригинала, результаты изучения которого переносимы на исходный объект; модели изоморфны оригиналу и отражают существенные структурные свойства и отношения; модели охватывают только те свойства оригинала, которые существенны в данной ситуации и являются объектом исследования.

Учебные модели имеют ряд характерных особенностей: знаковую структуру и являются «инструментом» реализации какой-либо психологической операции. Они обладают функциями наглядности, образности, оперативности и звристичности.

Данные функции учебных моделей реализуются как: средство анализа и фиксации закономерных свойств и отношений изучаемых объектов; чувственная опора для абстрагирования и обобщения; программа для анализа новых явлений и объектов.

Моделирование рассматривается как совокупность действий по созданию моделей и познание на их основе качеств изучаемого объекта. Учебное моделирование включает создание двух видов моделей: предметные и знаково-символические. Первые включают материализацию физических, геометрических, динамических параметров изучаемого объекта. Вторые -обобщение его свойств, качеств, структурных связей и др. в виде визуальных фраз искусственного языка.

Знаково-символическое моделирование - выражение учебной информации посредством комбинирования идеографических знаков, а также способа их расположения. Моделирование служит методом и средством, учебным действием и содержанием учебно-познавательной деятельности, что

делает его универсальным средством обучения и критерием оценки уровня сформированное™ функциональной грамотности обучающихся. Графическое и знаково-символическое моделирование в процессе обучения используются как синонимы. Овладение данным видом моделирования предполагает три уровня: репродуктивный, репродуктивно-продуктивный, творческий. Этим уровням соответствует два вида умений: практические и интеллектуально-графические. Последние отражают полный цикл знаково-символического моделирования, включающий: запись на визуальном языке строения, функционирования и динамики изучаемого объекта; синтез отдельных его элементов; «свертывание» учебной информации как результат решения частных задач.

Визуальный язык знаково-символического моделирования отражает: - словарь формы, который представлен пятью элемен тами: точка, линия, плоская форма, цвет и текстура;

-пространственную организацию: одноплановая, многоплановая и непрерывная. Одноплановая организация элементов характерна для отображения объекта изучения, а многоплановая - для его связей; -средства визуального ударения, способствующие построению знаково-символических фраз.

Анализ исследований М.А. Галагузовой, В.Ю. Смольникова, У. Боумена, И.М. Титовой, М.А. Панфилова и др. п области организации обучения моделированию учебной информации позволил установить принципы и основные этапы этого процесса. Принципами организации знаково-символического моделирования являются: количественная ограниченность и унифицированность; актуализация смысловых элементов; автономность и модельность; ассоциативность и стереотипность.

К основным этапам относятся: объединение учебного материала в информационные блоки; перевод учебной информации на знаково-символический язык; чтение и понимание схем-конспектов.

Знаково-символическое моделирование является технологией преподавания (деятельность педагога) и усвоения предметных и общеучебных

знаний и умений (деятельность обучающегося). Как технология обучения оно содержит:

- общую и конкретные цели, которые характерны для организации поэтапного овладения предметными и общеучебными познавательными средствами;

- алгоритм знаково-символического моделирования, включающий объединение учебного материала в информационно-емкие, завершенные по содержанию блоки; перевод информации на знаково-символический язык; построение знаково-символической модели;

- методическое обеспечение обучения моделированию предполагает разработку системы заданий для учащихся, отбор приемов включения обучающихся в активную знаково-символическую деятельность, оснащепиие необходимыми дидактическими материалами, наглядными пособиями;

- субъект-субъектное взаимодействие с обучающимися, результатом которого выступают модели учебной информации.

Анализ принципов, целей, содержания, этапов и технологии знаково-символического моделирования учебной информации дает основание выделить две группы педагогических условий, обеспечивающих эффективность усвоения познавательных средств на уровне функциональной грамотности: содержательно-целевые и организационно-методические.

Во второй главе «Проектирование педагогических условий организации обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации» осуществлен анализ образовательной области «Естествознание» для 5 и 6 классов с позиции формирования функциональной грамотности; представлены педагогические условия организации обучения; приведены результаты констатирующего и формирующего этапов исследования, проверки эффективности педагогических условий.

На основе анализа учебников «Естествознание» для 5 и 6 класса (И.Ю. Алсксашина, А.Н. Воробьев, Р.Г. Иванова, Г.С. Калинова,

И.Г. Кириллова, A.B. Космодамианский, Л.И. Никишов, Н.И. Орещспко, И.Т. Суравегина, А.Г. Хрипкова) установлен интегративный характер содержания обучения этой образовательной области, обусловленный целостностью картины мира, включающей знания по физике, химии, биологии, географии. Основой для интеграции выступает география.

Основные задачи образовательной области «Естествознание» в полной мере отвечают требованиям функциональной грамотности - обеспечение грамотной ориентации в окружающей жизни, умение использовать ориентировочную функцию знаний. Логика и структура учебников характеризуется восхождением от общих знаний о природе к частным, что соответствует концепции развивающего обучения. На основе содержательного обобщения выделяются информационные блоки, выстраиваемые как поэтапное исследование общей проблемы -- Природа и Человек как единство Земли и Космоса.

Содержание обучения образовательной области «Естествознание», его символико-графические выражения, задания в целом соответствуют минимальному полю функциональной грамотности. Последнее отражено в четырех блоках - научное объяснение явлений природы, наблюдаемых в повседневной жизни; экологическая; химическая; символическая; графическая грамотность.

Каждому из этих блоков соответствуют предметные и общеучебные знания и умения как средства познания окружающего мира.

Анализ зпаково-символической графики свидетельствует о том, что она выполняет роль основы для воспроизведения и закрепления учебной информации. Ее развивающая функция реализована не достаточно, т.к. содержание учебника и учебных заданий не предполагает организацию знаково-символичсской деятельности как универсального средства усвоения школьниками научных понятий.

Проектирование педагогических условий организации обучения знаково-символическому моделированию опирается на положение об основном условии

формирования общеучебных умений - применение их в полном цикле усвоения (восприятие, осмысление, запоминание, применение). Данный процесс подчиняется общим закономерностям учебно-познавательной деятельности, которая реализуется совокупностью действий в каждом звене усвоения, организуемых учителем.

Педагогические условия - это совокупность педагогических действий учителя как внешних обстоятельств, определяющих организацию и характер учебно-познавательной деятельности учащихся.

Детерминантами педагогических условий являются:

• долгосрочных цели - формирование функциональной грамотности, естественно-научных знаний, символико-графических умений;

• содержание обучения образовательной области «Естествознание»;

• ме тодологические подходы - системный и личностно-деятельностный;

• принципы обучения - общедидактические и специальные.

Педагогические условия организации обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации включают содержательно-целевой и организационно-методический компоненты, которые воплощаются в:

• конкретные цели и соответствующие блоки, подлежащие усвоению с применением отдельных конструктивных элементов, их композиций и логико-графических форм;

• знаково-символическое выражение учебной информации (способ предъявления информации);

• специальные задания репродуктивного, репродуктивно-продуктивного и продуктивного уровней;

• дополнительные средства наглядности;

• субъект-субъектное взаимодействие;

• критерии и показатели сформированное™ умений моделирования учебной информации.

Этапами реализации педагогических условий являются:

• аналитико-проектировочный;

• обучающий;

• организационно-деятельностный;

• контрольно-корректирующий.

Основополагающим для организации обучения знаково-символическому моделированию является введение знаний о знаково-символической графике и, одновременно, соответствующих умений в содержание обучения естествознанию. Формирующий эксперимент показал целесообразность их введения в следующих ситуациях:

• при изучении понятий, содержание или признаки которых могут быть выражены с помощью фразировки образов;

• при изучении материала, усвоение которого организуется через использование логических операций (анализ, сравнение, классификация, обобщений, систематизация, конкретизация);

• при изучении материала, раскрывающего возможности для установления внутри- и межпредметных связей.

Зпаково-символическое моделирование учебной информации становится объектом усвоения в процессе организации этой деятельности па основе специальных заданий, классифицируемых по составу знаково-символической графики и по усвоению умственных действий:

• задания, предполагающие использование простых, единичных конструктивных элементов. В этой группе заданий фрагменты вербальной информации переводятся на язык знаково-символической графики;

• задания, предполагающие организацию работы с композициями конструктивных элементов;

• задания, связанные с выражением результатов логических операций, осуществленных с учебным материалом. Они подразделяются по уровню осуществляемой деятельности на: воспроизводяще-реконструктивныс (заполнение готовых сравнительных таблиц, самостоятельное дополнение классификационных схем); выполняющиеся по аналогии (составление схем,

отражающих классификации различных природных объектов); творческие (составление таблиц обобщающего характера; схем, отражающих связи между понятиями);

• задания по составлению малых графических пособий, системно выражающих фрагмент или весь учебный материал.

Цель исследования состояла в проектировании и проверке эффективности педагогических условий организации обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации в единстве с усвоением предметных, естественно-научных знаний и формирования функциональной грамотности.

В исследовании участвовали учащиеся 5 и 6 классов (120 чел.) муниципальных образовательных учреждений Лужского района Ленинградской области: Мшинской и Заклинской средних общеобразовательных школ. Экспериментальная проверка модели педагогических условий осуществлена в период 2005 - 2006, 2006 - 2007 учебные годы с участием 58 чел.

Эффективность педагогических условий организации обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации подтверждена динамикой результатов выполнения разноуровневых заданий, направленных на: формирование знаний о знаках, символах, фафикс, применяемых в естествознании; оперирование знаками, символами, графикой как знаково-символичсской деятельности в процессе усвоения естествознания.

Общее представление об эффективности педагогических условий дают результаты контрольных срезов (таблица 1), подтверждающие динамику уровней знаково-символической деятельности школьников в течение двух лет, 5 и 6 классы.

Таблица 1

Динамика уровней знаково-символической деятельности по выполнению заданий контрольных срезов (в %)

Уровни знаково-символической деятельности Контрольные срезы

Констатирующий 1 2 3 4

Репродуктивный 54,8 ^ 29,8 22,6 16,4 8,9

Репродуктивпо-продуктивный 25,8 44,8 41,8 44.8 51

Продуктивный 0 25,4 35,6 38,8 40,1

Полученные данные свидетельствуют о результативности обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации как средству усвоения естественнонаучных знаний и формирования функциональной грамотности в педагогических условиях, созданных в соответствии с разработанной моделью.

В Заключении излагаются выводы, подтверждающие гипотезу и достоверность исследования:

1. Познавательные средства естествознания включают ситуации, отвечающие требованиям функциональной грамотности. Их формирование требует универсальной технологии зпаково-символического моделирования учебной информации, включающей набор этих ситуаций (заданий), решение которых обеспечивает формирование умений ориентироваться в знаниях для конкретных ситуаций и преобразовывать учебную информацию (свертывать-развертывать) с помощью искусственного и естественного языков.

2. Преобразование учебной информации с помощью знаков, символов, графики обеспечивает ее наглядность как условие оптимальной передачи и восприятия. Усиление деягельностного подхода меняет роль наглядности от иллюстративной до развивающей, что проявляется в широком использовании в

обучении символико-графических моделей, сущность которых заключается в замещении познавательных объектов. Их функциями являются: наглядность, образность, оперативность и эвристичность. Знаково-символическое моделирование - система знаков, символов, графики, выражающая учебную информацию посредством их комбинирования и расположения на плоскости изображения. Моделирования учебной информации осуществляется на основе общедидактических и специальных принципов. К последним относятся:

• количественная ограниченность и унифицированность;

• актуализация смысловых элементов;

• автономность и модельность;

• ассоциативность и стереотипность.

3. Технология моделирования учебной информации представляет процесс содержательного обобщения и включает три этапа:

• аналитический, результатом которого является выделение дидактических единиц в виде познавательной задачи;

• перевод учебной информации на визуальный язык в виде дедуктивной модели;

• сопоставление модели с учебной информацией.

Выделенные этапы дают представление о содержании и последовательности действий, что свидетельствует о единстве действий и мышления. Технология моделирования учебной информации как объект усвоения становится технологией обучения с соответственным дополнением этапов. Как технология обучения знаково-символическое моделирование включает:

• общую и конкретные цели, которые характерны для поэтапного овладения познавательными средствами;

• алгоритм знаково-символического моделирования;

• методическое обеспечение обучения (система заданий, средства наглядности);

• субъект-субъектное взаимодействие участников дидактического процесса.

4. Педагогические условия - это совокупность педагогических действий учителя как внешних обстоятельств, определяющих организацию и характер учебно-познавательной деятельности учащихся.

Детерминантами педагогических условий являются:

• долгосрочных цели - формирование естественно-научных знаний, функциональной грамотности, символико-графических умений;

• содержание обучения образовательной области «Естествознание» и моделирования учебной информации;

• методологические подходы - системный и личностно-деятельностный;

• принципы обучения — общедидактические и специальные.

• зиаково-символическое выражение учебной информации (способ предъявления информации);

• специальные задания репродуктивного, репродуктивно-продуктивного и продуктивного уровней;

• дополнительные средства наглядности;

• субъект-субъектное взаимодействие участников педагогического процесса;

• критерии и показатели сформированное™ умений моделирования учебной информации.

Этапами реализации педагогических условий являются:

• аналитико-проектировочный;

• обучающий;

• организационно-деятельностный;

• контрольно-корректирующий.

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях:

1. Сверчкова, Ю.А. Интеграция как принцип обучения в школьном курсе «Естествознание» / Ю.А. Сверчкова //1 еографня и экология в школе XXI века: Научно-методический журнал,- М: Гео-эко, 2004,- № 7,- С. 78 (0,1 п.л.).

2. Сверчкова, Ю.А. Теоретические основы знаково-символического моделирования учебной информации как средства формирования функциональной грамотности школьников / Ю.А. Сверчкова // Препринт.-СПб: ЛГУ им. А.С.Пушкина, 2006. 3,25 п.л,- ISBN 5-8290-0600-6.

3. Сверчкова, Ю.А. Проектирование педагогических условий обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации / Ю.А. Сверчкова // Препринт. - СПб: ЛГУ имени А.С.Пушкина, 2007. 3,25 п.л. — ISBN 5-8290-0600-6.

4. Сверчкова, Ю.А. Визуализация учебной информации как средство преобразования блоковых моделей / Ю.А. Сверчкова // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена: Научный журнал.- СПб., 2008,- № 25(58).- С. 438-439 (0,2 п.л.).

Подписано в печать1б.12.2008. Формат 60x84 1\16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл.печ. л. 1,5 Тираж 100 экз. Заказ 5

Отпечатано и типографии РГПУ им. Л. И. Герцена 191186, С- Петербург, наб. р. Мойки, 48

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Сверчкова, Юлия Анатольевна, 2009 год

Введение.

ГЛАВА 1. Теоретические предпосылки проектирования педагогических условий применения знаково-снмволического моделирования учебной информации как средства формирования функциональной грамотности школьников.

1.1. Визуализация учебной информации как принцип наглядности в обучении.

1.2. Функциональная грамотность как совокупность познавательных средств школьников.

1.3. Моделирование как компонент учебно-познавательной деятельности и познавательное средство функциональной грамотности.

1.4. Организация обучения знаково-символическому моделированию содержания учебной информации.

ГЛАВА 2. Проектирование педагогических условий организации обучения школьников на основе знаково-символического моделирования учебной информации.

2.1. Интегративный характер содержания образовательной области «Естествознание» как минимальное поле функциональной

I грамотности.

2.2. Педагогические условия организации обучения знаково-символическому моделированию в процессе изучения естествознания школьниками 5-6 класса.

2.3. Знаково-символическое моделирование в педагогической практике и в поисковом эксперименте обучения естествознанию в 5-6 классе.

2.4. Результаты опытно-экспериментальной проверки эффективности модели педагогических условий знаково-символического моделирования учебной информации «Естествознания».

Введение диссертации по педагогике, на тему "Знаково-символическое моделирование учебной информации как средство формирования функциональной грамотности школьников"

В условиях вхождения России в мировое образовательное пространство, активной информатизации образования становится очевидной необходимость повышения качества образования за счет таких инструментальных средств, как визуализация учебной информации. Визуализация прошла путь от иллюстрации учебной информации до ее моделирования как объекта познания и средства активизации познавательной деятельности в обучении.

Функциональная грамотность как уровень образованности формируется в процессе учебно-познавательной деятельности, результатом которой является овладение обучающимися познавательными средствами — предметными и общеучебными знаниями и умениями. При этом доминирующее значение имеют общеучебные знания и умения (информационные, интеллектуальные, организационные, коммуникативные), которые определяют содержательно-деятельностную и потребностно-мотивационную составляющие функциональной грамотности. Содержательный анализ информационных, интеллектуальных, организационных общеучебных умений свидетельствует, что их функции связаны и проявляются в умениях оперировать зпаково-символической и графической формами выражения учебной информации. В то же время эти умения влияют на коммуникативные умения: строить рассказ, объяснять, дискутировать и т.д.

Процесс формирования общеучебных умений подчиняется закономерностям учебно-познавательной деятельности и реализуется через совокупность учебных действий в каждом звене усвоения. Содержание учебных действий направлено на вариативное преобразование формы учебной информации. Ведущим в системе учебных действий является знаково-символико-графическое моделирование как процесс визуализации учебной информации, обеспечивающий её свертывание — развертывание на основе анализа, синтеза, обобщения, классификации и др. с целью формирования теоретических и прикладных знаний, развития мышления.

Овладение учащимися знаково-символическим моделированием на ступени основной школы становится действенным инструментом развития у них функциональной грамотности и последующих уровней образованности.

Применение знаков, символов, графики как средства передачи информации, активизации познавательной деятельности, понимания и запоминания учебной информации нашли отражение в работах: И.И. Бариновой, A.M. Берлянта, А.А. Ветрова, М.С. Винокура, Э.В. Ильенкова,

A.M. Коршунова, Б.В. Ломова, А.А. Лютого, В.В. Мантатова, Л.М. Панчешниковой, Л.О. Резникова, В.Ф. Рубахина, Н.Г. Салминой, И.М. Титовой, В.Ф. Шаталова.

Сущность и структура моделей, их функции, приемы и способы построения рассмотрены в работах Е.П. Никитиной, М.В. Новик,

B.C. Преображенского, В.Н. Солнцева, В.Б. Сочавы, В.Д. Сухорукова, В.А. Трофимова, В.А. Штоффа.

Содержательная и процессуальная стороны развития личности в обучении раскрыты в научных исследованиях В.П. Беспалько, B.C. Безруковой, Л.С. Выготского, В.В. Давыдова, И.Д. Зверева, Г.Д. Кирилловой, Т.И. Шамовой, Г.И. Щукиной, Д.Б. Эльконина, И.Я. Якиманской и др.

Знаково-символическая деятельность (моделирование) как частный вид учебно-познавательной деятельности, направленной на формирование различных уровней образованности (умения использовать знаково-символический язык для расширения знаний, развития мышления, выработки суждений и формирования умений), представлены в концепциях визуализации учебной' информации М.А. Галагузовой, Д.А. Донтис, В.Р.Ильченко, Т.С. Комиссаровой, М. Маклина, К. Норберг, М.А Панфилова,

JI.M. Перминовой, И.М. Титовой, Г. Тох, Л.И. Фридман.

Вместе с тем, в названных исследованиях авторов не в полной мере представлены педагогические условия необходимые для формирования у школьников функциональной грамотности средствами знаково-символического моделирования учебной информации, что порождает противоречия, обусловленные:

• многообразием применяемых ситуационных методик формирования функциональной грамотности и отсутствием для этого обобщенного средства;

• утверждением знаково-символического моделирования как универсального средства обучения и отсутствием обоснованных педагогических условий его применения при формировании функциональной грамотности.

Данные противоречия позволяют определить проблему научного обоснования знаково-символического моделирования учебной информации как обобщенного средства формирования функциональной грамотности и проектирования педагогических условий его применения. В рамках этой проблемы сформулирована тема исследования: «Знаково-символическое моделирование учебной информации как средство формирования функциональной грамотности школьников» (на примере образовательной области «Естествознание» 5, 6 классов).

Цель исследования: разработать модель педагогических условий применения знаково-символического моделирования учебной информации как обобщенного средства формирования функциональной грамотности школьников.

Объект исследования: формирование функциональной грамотности школьников.

Предмет исследования: знаково-символическое моделирование учебной информации как средство формирования функциональной грамотности школьников.

Гипотеза исследования: знаково-символическое моделирование учебной информации обеспечит формирование функциональной грамотности школьников в процессе обучения естествознанию, если:

• формируются соответствующие функциональной грамотности общеучебпые и предметные знания и умения;

• усвоение учебной информации осуществляется как результат мыслительных операций (анализ, синтез, обобщение и др.);

• технология моделирования обеспечивает полный цикл обучения — восприятие, осмысление, запоминание, применение учебной информации;

• этапы моделирования отражают систему действий учителя по формированию функциональной грамотности средствами знаково-символического моделирования.

Задачи исследования

1. Обосновать обобщенное средство формирования функциональной грамотности школьников.

2. Выявить познавательные средства естествознания, их потенциал в формировании функциональной грамотности.

3. Установить содержание, принципы, функции, технологию моделирования учебной информации.

4. Определить педагогические условия, обеспечивающие эффективное применение знаково-символического моделирования как обобщенного средства формирования функциональной грамотности.

5. Апробировать модель педагогических условий применения знаково-символического моделирования.

Методологическая основа исследования:

• психолого-педагогическая теория моделирования (М.А. Галагузова, В.В. Давыдов, М.А. Панфилов, B.C. Преображенский, И.М. Титова и др.);

• концепция визуализации информации и функциональной грамотности (Д.А Дондис, В.Р. Ильченко, Т.С. Комиссарова, О.Е. Лебедев, Л.М. Перминова, И.М. Титова, Л.И. Фридман и др.).

Методы исследования

Теоретические: анализ и синтез философской, психолого-псдагогической, методической и специальной литературы по проблеме исследования; моделирование; теоретико-методический анализ состояния исследуемой проблемы.

Эмпирические: педагогическое наблюдение, анкетирование, беседа, педагогический эксперимент, опрос, проведение диагностических контрольных работ.

Этапы исследования

I этап (2002-2005 гг.) — изучено состояние разработанности исследуемой проблемы в философской, психолого-педагогическои. методической литературе и в практике обучения естествознанию; определены цель, объект, предмет, гипотеза, задачи исследования; проведен констатирующий эксперимент.

II этап (2005-2006 гг.) — проведен формирующий эксперимент по обучению школьников знаково-символическому моделированию учебной информации, определены педагогические условия организации этого обучения, направленного па формирование предметных естественнонаучных знаний и обобщенного умения — знаково-символического моделирования учебной информации.

III этап (2006-2008 гг.) — апробированы педагогические условия, систематизированы и обобщены результаты исследования, сформулированы выводы и заключение, оформлена диссертационная работа.

Экспериментальная база

Исследование проводилось в течение 2002—2008 учебных годов па базе муниципальных образовательных учреждений Лужского района Ленинградской области: Мшинской и Заклинской средних общеобразовательных школ. Общее количество школьников, включенных в экспериментальную работу, составило 120 человек.

На защиту выносятся следующие положения

1. Обобщенным средством формирования функциональной грамотности школьников является знаково-символическое моделирование учебной информации, обеспечивающее овладение предметными (теоретическими и прикладными) и общеучебными знаниями и умениями для грамотной ориентации в окружающей жизни.

2. Содержанием знаково-символического моделирования учебной информации является ее преобразование в знаково-символическую форму. Преобразование осуществляется как результат мыслительных операций (анализ, синтез, обобщение и др.). При этом знаково-символическое моделирование выполняет функции: наглядности, образности, оперативности, эвристичности.

Технология знаково-символического моделирования, ее этапы определяют действия учителя по созданию условий применения этого обобщенного средства для формирования функциональной грамотности при организации процессов восприятия, осмысления, запоминания, применения предметных и общеучебных знаний, умений и навыков.

3. Функциональная грамотность в естествознании проявляется через основные содержательные блоки: ■ объяснение явлений природы, наблюдаемых в повседневной жизни; ■ экологическую, физико-химическую и знаково-символическую грамотности. Каждому из этих блоков соответствуют предметные и общеучебные умения как объекты усвоения и средства познания окружающего мира.

4. Модель педагогических условий включает содержательно-целевой и организационно-методические компоненты, а также их детерминанты.

Реализация модели педагогических условий осуществляется в четыре этапа: аналитико-проектировочный; обучающий; организационно-деятельностный и контрольно-корректирующий.

Научная новизна

1. Определены основные блоки модели педагогических условий по применению обобщенного средства формирования функциональной грамотности: детерминанты (источники педагогических условий); компоненты (содержательно-целевой, организационно-методический), этапы их реализации (совокупность действий учителя).

2. Выявлены педагогические условия по применению знаково-символического моделирования как учебного средства формирования функциональной грамотности: конкретизация цели и отбор содержания обучения; знаково-символическая форма предъявления учебной информации; знаково-символическая деятельность учащихся (выполнение разноуровневых специальных заданий, направленных на усвоение познавательных средств «Естествознания» с помощью кодирования и декодирования учебной информации); дополнительные средства наглядности; субъект-субъектное взаимодействие учитель — ученик, ученик — ученик; оценка и самооценка выполнения заданий.

3. Установлены педагогические действия учителя, определяющие способ организации и характер учебно-познавательной деятельности обучающихся. К ним относятся: аналитико-проектировочные, обучающие, организационно-деятельностные, контрольно-корректирующие.

Теоретическая значимость исследования

1. Уточнено понятие «педагогические условия» как результат совокупности педагогических действий учителя (внешних обстоятельств учения), определяющих организацию и характер учебно-познавательной деятельности учащихся.

2. Обосновано применение знаково-символического моделирования учебной информации как обобщенного средства формирования функциональной грамотности школьников на основе усвоения естественнонаучных знаний и выработки общеучебных умений.

3. Определены детерминанты педагогических условий (долгосрочные цели - формирование функциональной грамотности, естественно-научных знаний, символико-графических умений; содержание обучения образовательной области «Естествознание»; методологические подходы — системный и личностно-деятельностный; принципы обучения — общедидактические и специальные); их компоненты (содержательно-целевой и организационно-методические) и этапы реализации как совокупность педагогических действий учителя.

Практическая значимость

Рекомендации по использованию результатов исследования

При обучении знаково-символическому моделированию в любой образовательной области па различных ступенях образования; в системе подготовки, переподготовки, повышения квалификации педагогических кадров.

Достоверность и обоснованность результатов исследования определяется: методологической целостностью работы; многосторонним анализом фактического материала, полученного в ходе эксперимента; качественным и количественным анализом эмпирических данных, позволяющих оценить эффективность педагогических условий, обеспечивающих формирование функциональной грамотности средствами знаково-символического моделирования.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись в учебно-воспитательном процессе школ Ленинградской области. Основные положения и результаты исследования обсуждались на заседаниях кафедр естествознания, географии и туризма; педагогики Автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ленинградский государственный университет имени А.С. Пушкина», на Царскосельских международных научно-практических и научно теоретических конференциях (Санкт-Петербург, 2004-2007), отражены в четырех научных публикациях.

Заключение диссертации научная статья по теме "Общая педагогика, история педагогики и образования"

Выводы по 2 главе.

1. Анализ содержания образовательной области «Естествознание» выявил ее интегративный характер, обусловленный целостностью знаний физики, химии, биологии, географии как основы единой картины мира

2. Основные задачи образовательной области «Естествознание» в полной мере отвечают требованиям функциональной грамотности - обеспечение грамотной ориентации в окружающей жизни, умение использовать ориентировочную функцию знаний. Логика и структура учебников характеризуется восхождением от общих знаний о природе к частным, что соответствует концепции развивающего обучения. На основе содержательного обобщения выделяются информационные блоки, выстраиваемые как поэтапное исследование общей проблемы - Природа и Человек как единство Земли и Космоса.

3. Содержание обучения образовательной области «Естествознание», его символико-графические выражения, задания, в целом, соответствуют минимальному полю функциональной грамотности. Последнее отражено в четырех блоках — научное объяснение явлений природы, наблюдаемых в повседневной жизни; экологический; химический; символико-графическая грамотность. Каждому из этих блоков соответствуют предметные и общеучебные знания и умения как средства познания окружающего мира.

4. Анализ знаково-символической графики свидетельствует о том, что они выполняют роль основы для воспроизведения и закрепления учебной информации. Их развивающая функция реализована не достаточно, т.к. в структуре учебника и учебных заданий нет предпосылок для организации знаково-символической деятельности как универсального средства усвоения школьниками научных понятий.

5. Педагогические условия - это совокупность педагогических действий учителя как внешних обстоятельств, определяющих организацию и характер учебно-познавательной деятельности учащихся.

6. Детерминантами педагогических условий являются:

• долгосрочных цели по формированию функциональной грамотности, естественно-научных знаний, символико-графических умений;

• содержание обучения образовательной области «Естествознание»;

• методологические подходы - системный и личностно-деятельностный;

• принципы обучения - общедидактические и специальные.

7. Модель педагогических условий организации обучения школьников знаково-символическому моделированию учебной информации включает содержательно-целевой и организационно-методический компоненты, которые воплощаются в:

• конкретных целях и соответствующих блоках, подлежащих усвоению с применением отдельных конструктивных элементов, их композиций и логико-графических форм;

• знаково-символическое выражение учебной информации (способ предъявления учебной информации);

• знаково-символическую деятельность учащихся на основе специальных заданий, направленных на усвоение предметных и общеучебных умений;

• дополнительные средства наглядности;

• субъект-субъектное взаимодействие;

• оценку выполнения заданий.

8. Этапами реализации педагогических условий является:

• аналитико-проектировочный;

• обучающий;

• организационно-деятел ьн о стны й;

• контрольно-корректирующий.

9. Основополагающим для организации обучения знаково-символическому моделированию является введение знаний о знаково-символической графике и, одновременно соответствующих умений в содержание обучения естествознанию. Формирующий эксперимент показал целесообразность их введения в следующих ситуациях:

• при изучении понятий-содержание или признаки которых могут быть выражены с помощью фразировки образов;

• при изучении материала, усвоение которого организуется через использование логических операций (анализ, сравнение, классификация, обобщение, систематизация, конкретизация);

• при изучении материала, раскрывающего возможности для установления внутри- и межпредметных связей.

10. Знаково-символическое моделирование учебной информации становится объектом усвоения в процессе организации этой деятельности на основе специальных заданий, классифицируемых по составу знаково-символической графики и по усвоению умственных действий:

• задания, предполагающие организацию работы с композициями конструктивных элементов;

• задания, связанные с выражением результатов логических операций, осуществленных с учебным материалом. Они подразделяются по уровню осуществляемой деятельности: воспроизводяще-реконструктивные (заполнение готовых сравнительных таблиц, самостоятельное дополнение классификационных схем); выполняющиеся по аналогии (составление схем, отражающих классификации различных природных объектов); творческие (составление таблиц обобщающего характера; схем, отражающих связи между понятиями);

• задания по составлению малых графических пособий, системно выражающих фрагмент или весь учебный материал.

Заключение

1. Содержание естествознания включает учебную информацию, соответствующую требованиям функциональной грамотности. Ее формирование требует универсальной технологии знаково-символического моделирования учебной информации, включающей комплекс этих ситуаций (заданий), решение которых обеспечивает формирование умений ориентироваться в знаниях для решения конкретных ситуаций и преобразовывать учебную информацию (свертывать-развертывать) с помощью искусственного и естественного языков.

2. Преобразование учебной информации с помощью знаков, символов, графики обеспечивает ее наглядность как условие оптимальной передачи и восприятия и как результат ее осмысления, запоминания, применения. Знаково-символические модели учебной информации выполняют функции наглядности, образности, оперативности и эвристичности. Знаково-символическое моделирование — процесс преобразования учебной информации об обьектах изучения посредством комбинирования и расположения идеографических и пиктографических знаков. Моделирование учебной информации осуществляется на основе общедидактических и специальных принципов. К последним относятся: ■ количественная ограниченность и унифицированность; ■ актуализация смысловых элементов; ■ автономность и модельность; - ассоциативность и стереотипность.

3. Технология моделирования учебной информации — это процесс содержательного обобщения, который включает три этапа: ■ аналитический, (выделение дидактических единиц в виде познавательной задачи); ■ перевод учебной информации на визуальный язык в виде дедуктивной модели (кодирование учебной информации); • сопоставление модели с учебной информацией.

Выделенные этапы отражают единство действий и мышления и дают представление о содержании и последовательности действий Технология моделирования учебной информации как объект усвоения включается в технологию обучения с соответственным дополнением этапов. Как технология обучения знаково-символическое моделирование включает: общую и конкретные цели, которые характерны для поэтапного овладения познавательными средствами; - алгоритм знаково-символического моделирования; ■ предъявление учебной информации в форме знаково-символической модели; ■ методическое обеспечение обучения (система заданий, средства наглядности); ■ субъект-субъектное взаимодействие участников дидактического процесса.

4. Педагогические условия — это результат совокупности педагогических действий учителя как внешних обстоятельств учения, определяющих организацию и характер учебно-познавательной деятельности учащихся. Модель педагогических условий представлена двумя блоками: содержанием педагогических условий и их детерминантами.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Сверчкова, Юлия Анатольевна, Санкт-Петербург

1. Алексашина, И. Ю. Естествознание: учеб. для 5 кл. общеобразоват. учреждений / И. Ю. Алексашина, Н. И. Орещенко. 2-е изд., перераб. - СПб.: Спецлит, 2001.- 190 с.

2. Алексашина, И. Ю. Естествознание: учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / И. Ю. Алексашина, А. В. Космодамианский, Н. И. Орещенко. СПб.: Спецлит, 2001.-237 с.

3. Алексашина, И. Ю. Образовательные стандарты Петербургской школы. Естественнонаучные дисциплины / И. Ю. Алексашина. СПб.: ЦПИ, 1996. -132 с.

4. Антонова, Л. П. Повышение эффективности использования плоскостных графических наглядных пособий: дис. . канд. пед. наук / Л. П. Антонова. Л., 1976.- 157с.

5. Аранова, С. В. Интеграция художественного и логического в обучении школьников с 1 по 8 класс: автореф. дис. . канд. пед. наук / С. В. Аронова. -СПб.: С.-Петерб. гос. ун-т пед. мастерства, 2002. 20 с.

6. Атмосфера: рабочая тетр. для школьников по курсу естествознания / под ред. И. Ю. Алексашиной. СПб.: Спецлит, 1997. — 88 с.

7. Безрукова, В. С. Все о современном уроке в школе: проблемы и решения / В. С. Безрукова. -М.: Сентябрь, 2004. 164 с.

8. Бенькович, Т. М. Опорные конспекты в обучении географии России: 8-й кл.: кн. для учителя: Из опыта работы / Т. М. Бенькович. М.: Просвещение, 1997. -127 с.

9. Ю.Берлянт, А. М. Образ пространства: карта и информация / А. М. Берляит. М.: Мысль, 1986.-238 с.

10. Берлянт, А. М. Теория геоизображений / А. М. Берлянт. М.: ГЕОС, 2006. -261 с.

11. Болтнянский, В. Г. Формула наглядности = изоморфизм + простота / В. Г. Болтнянский // Сов. педагогика. 1970. — № 5. — С. 46-60.

12. Большая Советская энциклопедия: в 30 т. М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. - Т. 16.

13. Н.Ботвинников, А. Д. Графическая деятельность: автореф. дне. . д-ра. пед. наук /

14. A. Д. Ботвинников. М., 1968. - 55 с.

15. Ботвинников, А. Д. Научные основы формирования графических знаний, умений и навыков у школьников / А. Д. Ботвинников, Б. Ф. Ломов. М., 1979. -255 с.

16. Боумен, У. Графическое представление информации / У. Боумен. М.: Мир, 1971.-225 с.

17. Верховский, В. Н. Методика преподавания химии в средней школе /

18. B. Н. Верховский , Я. Л. Гольдфарб, Л. М Сморгонский. М.-Л.: Учпедгиз, 1936.-372с.

19. Винокур, М. С. Листы опорных сигналов и структурно- логические схемы на уроках географии: пособие для учителя / М. С. Винокур, О. Я. Скуратович. -Киев: Радяньска ш'к., 1990. 47 с.

20. Войтов, А.Г. Учебная наглядность / А. Г. Войтов. — 2-е изд. М.: Дашков и К, 2007.-238 с.

21. Выготский, Л. С. Развитие высших психических функций / Л. С. Выготский. -М.: Изд.-во АПН, 1960. 500 с.

22. Галагузова, М. А. Моделирование в процессе обучения педагогике / М. А. Галагузова, Г. В. Сердюк // Сов. педагогика. 1991. - № 12. - С. 78-82.

23. Гамезо, М. В. Психологические аспекты методологии и общей теории знаков и знаковых систем / М. В. Гамезо, Б. Ф. Ломов, В. Ф. Рубахин // Психологические проблемы переработки знаковой информации. М., 1977. - С. 5^19.

24. Гедымин, А. В. Использование изображения рельефа горизонталями при создании почвенных карт крупного масштаба: метод, пособие / А. В. Гедымин. М.: Из-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 1990. - 24 с.

25. Гинецинский В. И. Основы теоретической педагогики: учеб. пособие / В. И. Гинеципский. СПб.: Изд-во СПбГУ, 1992. - 151 с.

26. Гинецинский, В. И. Предмет психологии: дидактический аспект: пособие для преподавателей / В. И. Гинецинский. М.: Логос, 1994. - 211 с.

27. Графическое сгущение учебной информации / С. П. Грушевский В. В. Гузенко 3. Г. Карелина и др. // Вестн. Азовского гос. пед. лицея. Вып. 12. — Краснодар: Просвещение-Юг, 2005. 37 с.

28. Грязнов, Б. С. Логика, рациональность, творчество / Б. С. Грязнов. М.: Наука, 1982.-256 с.

29. Давыдов, В. В. Теория развивающего обучения / В. В. Давыдов. — М.: ИНТОР, 1996.-С. 67-73.

30. Давыдов, В. П. Теоретические и методические основы моделирования процесса профессиональной подготовки специалиста / В. П. Давыдов, О. X. Рахимов // Инновации в образовании. 2002. - № 2. - С. 51-56.

31. Демидова, М. Ю. Практические работы по естествознанию (природоведению) в 5-6 классах: пособие для учителя / М. Ю. Демидова, Н. И. Павленко. М.: Шк. пресса, 2004. - 93 с.

32. Евдокимов, В. И. Использование средств наглядного обучения в условиях проблемно-поисковой деятельности учащихся: автореф. дис. . канд. пед. паук. -Киев, 1973.- 18 с.

33. Ермилова, Е. Б. Визуализация обучения в начальной школе: учеб. пособие / Е. Б. Ермилова. М.: Когито-Центр, 2003. - 195 с.

34. Естествознание как учебный предмет // материалы междунар. науч.-практ. конф. Учеб. предмет "Естествознание": история, теория, практика, Санкт-Петербург, 16-18 февр. 2000 / науч. ред. И. Ю. Алексашина. СПб.: СПбГУПМ, 2000. - 79 с.

35. Естествознание: учеб. для 5 кл. общеобразоват. учреждений / И. Т. Суравегина, М. В. Рыжаков, Р. Г. Иванова и др.; под ред. И. Т. Суравегиной. М.: Вита-Пресс, 2004. - 223 с.

36. Естествознание: учеб. для б кл. общеобразоват. учреждений / А. Н. Воробьев, Р. Г. Иванова, И. Г. Кириллова и др.; под ред. И. Т. Суравегиной. — 3-е изд. — М.: Просвещение, 2000. 238 с.

37. Зб.Заездпый, Р. А. Графическая наглядность в преподавании экономическойгеографии / Р. А. Заездный. М.: Просвещение, 1977. - 128 с. 37.3анков, Л. В. Наглядность и активизация учащихся в обучении / Л. В. Занков.

38. М.: Учпедгиз, 1960. 311 с. 38.Заславский, И. И. Карта на уроках географии / И. И. Заславский. - М., 1954. 39.3вегинцев, В. А. Язык и лингвистическая теория / В.А. Звегинцев. - 2-е изд.

39. В. М. Мунипов, В. М. Гордон // Вопр. Психологии. 1973. - № 2. - С. 3-14. 42.Зинченко, В. П. Функциональная структура зрительной памяти /

40. B. П. Зинченко, Б. М. Величковский, Г. Г. Вучетич. М.: Изд.-во МГУ, 1980.1. C. 272.

41. Знаково-символическое моделирование учебной информации в вузе // Педагогика: науч.-теоретический журн. 2005. — № 9. - С. 51-56.

42. Иваницкая, Н. П. Графическое моделирование процессов и объектов: Учебное пособие / Н. П. Иваницкая, В. Г. Буров. Новосибирск: Изд.-во НГТУ, 1997. — С. 11.

43. Исаченко, А. Г. Теория и методология географической науки: учеб. для вузов / А. Г. Исаченко. М.: Academia, 2004. - 95 с.

44. Клаус, Г. Введение в дифференциальную психологию учения / Г. Клаус; пер. с нем. М.: Педагогика, 1987 - 173 с.

45. Комисарова, Т. С. Графикация как метод моделирования в эколого-географическом образовании / Т. С. Комисарова // Проблемы экологии и региональной политики Северо-Запада России и сопредельных территорий. -Псков: ПГПИ, 1999. С. 37-39.

46. Комиссарова, Т. С. Картографический метод обучения будущего учителя географии / Т. С. Комиссарова // География в школе. 2001. - № 4. - С. 16-18.

47. Комиссарова, Т. С. Моделирование географического содержания учебных книг средствами графикации / Т. С. Комиссарова // Наука, школа, вуз. СПб.: РГГ1У им. А. И. Герцена, 2000. - С. 79-81.

48. Конобеевский, Н. П. Иллюстративный материал для словарно-логических упражнений в первом классе / Н. П. Конобеевский. — 5-е изд. М.: Просвещение, 1981.

49. Коршунов, А. М. Теория отражения и эвристическая роль знаков / А. М. Коршунов, В. В. Мантатов. М.,1974.

50. Кузнецова, Т. С. Дополнительная учебная информация как средство организации учителем образовательной среды: автореф. дис. . канд. пед. наук. -СПб., 2005.-С. 18-19.

51. Лебедев О. Е. Цели и результаты школьного образования: метод, рекомендации / О. Е. Лебедев, Н. И. Неупокоева. СПб.: СПбГУПМ, 2001. - 51 с.

52. Леонтьев, А. Н. Деятельность, сознание, личность / А. Н. Леонтьев. М.: Политиздат, 1975. - 304 с.

53. Лозинг, В. Р. Организационно-педагогические условия построения практики развивающего обучения Д.Б. Эльконина — В.В. Давыдова: автореф. дис. . канд. пед. наук / В. Р. Лозинг. М., 1997. - 18 с.

54. Ломов, Б. Ф. Вербальное кодирование в познавательных процессах: Анализ признаков слухового образа / Б. Ф. Ломов, А. В. Беляева, В. Н. Носуленко; отв. ред. Ю. М. Забродин. М.: Наука, 1986. - 128 с.

55. Лурия, А. Р. Язык и сознание: курс лекций, прочит, на фак-те. психологии МГУ / А. Я. Лурия. 2-е изд. - М.: Изд-во МГУ, 1998. - 335 с.

56. Марон, А. Е. Опорные конспекты и дифференцированные задачи по физике: 7, 8, 9 классы: кн. для учителя / А. Е. Марон. — 3-е изд. М.: Просвещение, 2007. -125 с.

57. Махмутов, М. И. Организация проблемного обучения в школе / М. И. Махмутов. М.,1977.

58. Менчинская, Н. А. Вопросы обучения и воспитания / Н. А. Менчинская // Сов. педагогика 1979. - № 9. - С. 35-42.

59. Мингазов, Э. Г. Гносеологические основы принципа наглядности обучения / Э. Г. Мингазов // Сов. педагогика. 1975. - № 9. - С. 37-39.

60. Минц, А. А. Актуальные и дискуссионные проблемы системной организации в географии / А. А. Минц, В. С. Преображенский. М., 1972.

61. Модестова, Н. В. Функции средств наглядности в анализе изучаемых объектов и в практической деятельности школьников / Н. В. Модестова. М., 1962. -76 с.

62. Немов, Р. С. Психология: учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений: в 3 кн. / Р. С. Немов. 4-е изд. - М.: ВЛАДОС, 2003. - Т. 2. - С. 491.

63. Никишов, А. И. Естествознание: Неживые тела. Организмы: учеб. для 5 кл. / А. И. Никишов. М.: ВЛАДОС, 2002. - 239 с.

64. Новый курс философии в иллюстрациях / Р. Ф. Абдеев. М.: ГУП «Клинцовская гор. тип.», 2004. - С. 40-45.

65. Панфилов, М. А. Модельное представление учебного содержания / М. А. Панфилов. Саранск: Изд-во Морд, ун-та, 2005. - 163 с.

66. Панчешникова, Л. М. Опорные логические конспекты к лекциям по методике обучения географии: метод, рекомендации / Л. М. Панчешниковой. М.: МГПИ, 1987.- 17 с.

67. Педагогика: учеб. для студ. пед. учеб. заведений / В. В. Краевский, А. Ф. Меняев, П. И. Пидкасистый и др.; под ред. П. И. Пидкасистого. М.: Пед. о-во России, 2002. - 604 с.

68. Перминова, Jl. М. Формирование функциональной грамотности учащихся: основы теории и технология / Л. М. Перминова. СПб.: СПбГУПМ, 1998. -49 с.

69. Петров, И. И. Использование графиков и диаграмм при изучении минеральных удобрений / И. И. Петров // Химия в шк. 1968. — № 3. - С. 70-72.

70. Порус, Б. Н., Сараева В.Г. Формирование у школьников умения работать с учебным текстом / Б. Н. Порус, В. Г. Сараева // Химия в шк. 1984. - № 5. -С. 27-30.

71. Преображенский, В. С. Основы ландшафтного анализа / В. С. Преображенский, Т. Д. Александрова, Т. П. Куприянова. -М.: Наука, 1988. 191 с.

72. Программа и методические рекомендации к курсу "Естествознание": 5-6 кл. / И. Ю. Алексашина, Н. И. Орещенко. М.: ACT: Астрель; СПб.: Спецлит, 2003.- 122 с.

73. Рубинштейн, С. Л. Бытие и сознание. Человек и мир / С. Л. Рубинштейн. -СПб.: Питер-принт, 2003. 508 с.

74. Рубинштейн, С. Л. Основы общей психологии: учеб. пособие для студ. высш. учеб. завед / С. Л. Рубинштейн. СПб.: Питер, 2006. - 705 с.

75. Салмина, Н. Г. Виды и функции материализации в обучении / Н. Г. Салмина. — М.: МГУ, 1981.- 132 с.

76. Салмина, Н. Г. Виды моделей и их функции в обучении / Н. Г. Салмина,

77. Г. П. Мажура // Движущие силы учебно-воспитательного процесса / под ред.

78. В. И. Загвязинского. Тюмень, 1976. - С. 4-16.

79. Салмина, Н. Г. Знак и символ в обучении / Н. Г. Салмина. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988.-286 с.

80. Самодельные учебно-наглядные пособия по географии: метод, рекомендации / под ред. Ю. Г. Барышевой. М.: АПН СССР, 1985. - 60 с.

81. Скаткин, М. Н. Методология и методика педагогических исследований / М. Н. Скаткин. М.: Педагогика, 1986. - 150 с.

82. Сластенин, В. А. Педагогика: учеб. пособие для студ. вузов / В. А. Сластенин, И. Ф. Исаев, Е. Н. Шиянов; под ред. В.А. Сластенина. 5-е изд., стер. — М.: Академия, 2006. - 566 с.

83. Современный словарь по педагогике / сост. Е. С. Гапацевич. Мн.: Современное слово, 2001. - С. 434^135.

84. Солдатенков, Ю. В. Структурология / Ю. В. Солдатенков // Новый Петербург. -2004,-№25.

85. Солсо, P. J1. Когнитивная психология / P. JI. Солсо; пер. с англ. Н. Ю. Спомиор.- М.: Тривола: Либерея, 2002. 598 с.

86. Сочава, В. Б. Теоретическая и прикладная география / В. Б. Сочава. — Новосибирск: Наука, 2005. 287 с.

87. Спиридонов, А. И. Геоморфологическое картографирование / А. И. Спиридонов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1985. - 183 с.

88. Суртаева, Н. Н. Нетрадиционные образовательные технологии / Н. Н. Суртаева.- Новокузнецк: Изд-во ИПК, 2000. 63 с.

89. Титова, И. М. Активизация познавательной деятельности учащихся в обучении химии средствами графики: дис. . канд. пед. наук / И. М. Титова. — Л., 1985. -243 с.

90. Траулько, Е. В. Методика обучения естествознанию учащихся с нарушениями слуха: учеб. пособие / Е. В. Траулько. — Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та: Ин-т соц. реабилитации, 2007. 53 с.

91. Трофимов, А. М. Концептуальные основы моделирования в географии: (Развитие осн. идей и путей математизации и формализации в географии) /

92. A. М. Трофимов, Е. И. Игонин. Казань: Матбугат йорты, 2001. - 339 с.

93. Фельдт, В. В. Некоторые приемы увеличения наглядности пособий по химии /

94. B. В. Фельдт // Химия в школе. 1962. - № 4.

95. Фельдт, В. В. Рисунок в преподавании химии / В. В. Фельдт. М.: Учпедгиз, 1963.- 126 с.

96. Философский энциклопедический словарь / ред.-сост. Е. Ф. Губский и др. — М.: ИНФРА-М, 2003. 574 с.

97. Фридланд, А.Я. Об уточнении понятия «информация» / А. Я. Фридланд // Пед. информатика. 2001. -№ 4. - С. 29-36.

98. Фридман M.JI. Наглядность и моделирование в обучении / М. JI. Фридман. -М.: Знание, 1984.-80 с.

99. Ханжина, Е. В. Материалы по теории и методике обучения физике и естествознанию / Е. В. Ханжина, В. Н. Горшенков, Т. В. Осенчугова. -Н. Новгород: ИПК Изд-во стандартов, 2003. 41 с.

100. Хрипкова, А. Г. Естествознание: 5 кл.: учеб. / А. Г. Хрипкова, Г. С. Калинова, Р. Г. Иванова и др. М.: Просвещение, 2003. - 171 с.

101. Цирелис, Д.И. Графический метод определения молекулярной формулы / Д. И. Цирелис // Химия в шк. 1968. — № 6.

102. Шаталов, В. Ф. Методические рекомендации для работы с опорными сигналами по природоведению в 4 классе / В. Ф. Шаталов. — М.: Донецкий обл. ИУУ, 1984.-С. 2-17.

103. Шаталов, В.Ф. Опорные сигналы по физике для школьников 7 кл.- Киев.: Радяньска школа, 1979.- 48 с.

104. Штоф, В. А Диалектика материального мира: Онтологическая функция материалистической диалектики / В. А. Штофф, В. В. Ильин, А. С. Кармин и др.-Л.: Изд-во ЛГУ, 1985.-303 с.

105. Штоф, В. А. Моделирование и философия / В. А. Штоф. М.-Л: Наука, 1966.-356 с.

106. Штремплер, И. И. Использование схем на уроках химии / И. И. Штремплер // Химия в школе. 1972. - № 3. - С. 52-53.

107. Щукина, Г. И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся / Г. И. Щукина. М.: Педагогика, 1988. - 203 с.

108. Эльконин, Б. Д. Психология развития: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Б. Д. Эльконин. 3-е изд. -М.: Академия, 2007. - 141 с.

109. Якиманская, И. С. Развитие пространственного мышления школьников / И. С. Якиманская. М.: Педагогика, 1980. - 240 с.

110. Якиманская, И. С.Технология личностно-ориентированного образования / И. С. Якиманская. М.: Сентябрь, 2000. - 175 с.