Формирование пространственного мышления школьников на уроках черчения

Щербакова, Вера Юрьевна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Формирование пространственного мышления школьников на уроках черчения

Автореферат

Автор научной работы: Щербакова, Вера Юрьевна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Курск
Год защиты: 2005
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Формирование пространственного мышления школьников на уроках черчения"

На правах рукописи

ЩЕРБАКОВА Вера Юрьевна

ФОРМИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МЫШЛЕНИЯ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ ЧЕРЧЕНИЯ

Специальность 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (черчение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва-2005

Работа выполнена в Курском государственном университете на кафедре общетехнических дисциплин индустриально-педагогического факультета

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор ШАБАНОВА Ольга Петровна

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, профессор КАТХАНОВА Юлия Федоровна

кандидат педагогических наук, доцент ПРЕОБРАЖЕНСКАЯ Наталья Георгиевна

Ведущая организация: Орловский государственный университет

Защита состоится Фт^^утг? 2005 г. в // часов на заседании диссертационного совета Д 212.154.03 при Московском педагогическом государственном университете (117571, Москва, проспект Вернадского, д.88, ауд. №_).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского педагогического государственного университета по адресу: 119992, Москва, Малая Пироговская, д. 1.

Автореферат разослан ¿-/У^у/У//^ 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Игнатьев СЕ.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Проблемы исследования и её актуальность. Главная задача общеобразовательной школы состоит в том, чтобы не только дать детям общее образование, но содействовать выявлению и развитию имеющихся у них способностей. Одной из важнейших человеческих способностей является способность мыслить пространственными образами. Возникая как практическая потребность ориентации в пространстве среди объектов материального мира, пространственное мышление в ходе онтогенеза становится важной составляющей интеллекта человека (Б.Г. Ананьев, Б.Ф. Ломов, С.Л. Рубинштейн, Н.Н. Ростовцев, Б.М. Теплов, НА. Тих, Ф.Н. Шемякин, И.С. Якиманская и др.), оно служит средством познания самых разнообразных предметов и явлений действительности, а также является необходимым условием развития потенциальных способностей (Л.М. Веккер, К.М. Гуревич, ЕА Климов, Т.В. Кудрявцев, ДА Ошанин, В.Н. Пушкин, Д.Н. Завалишина, В.В. Чебышева, Н.Ф. Шемякин, Ж. Пиаже, М. Дональдсон и др.). Сформированное пространственное мышление рассматривается как база развития специальных способностей (Б.М. Блюменфельд, Л.Л. Гурова, М.Р. Дружинин, Д.Н. Завалишина, В.И. Зыкова, Е.Н. Кабанова-Меллер, ВА. Крутецкий, Т.В. Кудрявцев, B.C. Кузин, В.К. Лебедко, Н.П. Линькова, В.Н. Пушкин, Р.М. Ребус, О.К. Тихомиров, А.И. Фетисов и др.), является предпосылкой успешного овладения научно-технической, изобразительно-художественной и другими видами деятельностей, связанных с конструкторским мышлением и техническим творчеством (А.В. Гервер, ИА. Ройтман, Т.В. Кудрявцев).

В своих наиболее развитых формах пространственное мышление формируется на графической основе (А.В. Запорожец, Б.Ф. Ломов, В.П. Зинченко, ИЛ. Кашгуно-вич, Е.И. Рогов, И.С. Якиманская и др.). Следовательно, в общеобразовательной школе одним из главных предметов, способствующих его развитию, является черчение.

Ученые-методисты Н.Н.Анисимов, Л.М. Анисимова, А.Д.Ботвинников, В.Н. Виноградов, ВА. Василенко, ИА. Воротников, ВА. Гервер, СИ. Дембинский, Е.Т. Жукова, Ю.Ф. Катханова, Л.Н. Коваленко, В.И. Кузьменко, И.А Ройтман, В.В. Сте-пакова, АА. Павлова, Н.Г. Преображенская, Л.М. Пыжевич, О.П. Шабанова, В.И. Якунин и др. в своих исследованиях подчеркивают важность и значимость изучения предмета черчения в школе и указывают на его роль в интеллектуальном развитии личности школьника, в развитии его творческих способностей, технического мышления, пространственных представлений, логики, способности к конструированию и моделированию. В процессе изучения школьниками черчения воспитывается точность, аккуратность, развивается внимание, наблюдательность, зрительная память, формируется активная жизненная позиция и другие лучшие личностные качества. Являясь международным языком общения, графический язык предмета расширяет познавательные возможности школьников, увеличивая диапазон их миропонимания.

Все это указывает на острую необходимость укрепления и расширения графической подготовки школьников как базы развития пространственного мышления. На практике же мы видим обратное - происходит сокращение часов на изучение курса черчения в учебных планах не только общеобразовательных школ, но и на художественно-графических и индустриально-педагогических факультетах педагогических вузов, занимающихся подготовкой учителей черчения. Тем самым ликви-

даруется реальная основа, способствующая развитию пространственного мышления российской молодёжи.

Представители методической науки активно отстаивают базу графической подготовки школьников, борются за сохранение статуса черчения как самостоятельного школьного предмета, много внимания уделяют исследованию проблемы теории и методики обучения черчению в школе и вузе.

Несмотря на значительный вклад учёных-методистов в теорию и практику обучения черчению, в методической науке спектр развития пространственного мышления остаётся недостаточно изученным. Этот факт объясняется тем, что пространственное мышление является сложным психическим образованием, состоящим из подструктур, формирующихся в психологически обусловленной последовательности: топологических (способствующих установлению общей формы объекта по его внешнему контуру), проективных (позволяющих распознавать, представлять, оперировать и ориентироваться среди пространственных объектов или их графических изображений с любой точки отсчета), метрических (позволяющих определять числовые значения величин объектов и совершать их количественные преобразования), порядковых (выявляющих местоположение пространственных свойств в объекте). В процессе взаимодействия друг с другом подструктуры определяют общий уровень его развития. Формирование подструктур должно также соответствовать закономерным этапам их становления в онтогенезе. В методике обучения черчению формирование пространственного мышления с учётом развития его подструктур не получило должного внимания исследователей.

Отсюда возникает первое противоречие, заключающееся в важности и значимости развития подструктур пространственного мышления школьников на уроках черчения и отсутствии методической системы, направленной на их развитие. В связи с тем, что каждая подструктура выполняет вполне определённую функцию в дифференциации пространственных свойств и отношений объектов и оперировании ими, необходимы упражнения и задания, целенаправленно их развивающие, но таковых в практике обучения черчению не имеется.

Как следствие этого порождается второе противоречие, состоящее в потребности развития отдельных подструктур пространственного мышления школьников и отсутствии специальных упражнений и заданий, стимулирующих их развитие.

Третье противоречие обусловлено несоответствием между целенаправленным введением комплекса упражнений и заданий, обеспечивающих корректировку и развитие отдельных подструктур пространственного мышления, и отсутствием системы диагностических заданий, выявляющих слабо сформированные подструктуры пространственного мышления школьников.

Четвёртое противоречие вытекает из необходимости использования разнотипной информационно-образной основы пространственных образов (представляющей собой графически и вербально выраженные характеристики пространственных свойств и отношений объектов, различающиеся по степени абстрактности содержания) и отсутствии в школьных учебниках систематизации заданий и упражнений в соответствии с ней.

тия его подструктур, а также отсутствие методической системы, направленной на формирование отдельных подструктур, способствующих гармоничному развитию пространственного мышления школьников на уроках черчения, и совокупность указанных выше противоречий объясняет наше обращение к проблеме формирования пространственного мышления школьников на занятиях по черчению.

Изучение закономерных психологически обусловленных этапов развития подструктур пространственного мышления; выявление педагогических условий и средств, способствующих их гармоничному развитию; разработка и экспериментальная проверка методической системы формирования пространственного мышления, направленной на развитие разнородных его подструктур посредством введения в учебный процесс графической подготовки школьников тренировочных упражнений и задач, предъявляемых в виде разнотипной информационно-образной основы, а также методика их введения составляют цель нашего исследования.

Исследуемая проблема формулируется следующим образом: формирование пространственного мышления школьников на уроках черчения.

Объект исследования - процесс обучения черчению в общеобразовательной средней школе.

Предмет исследования — пространственное мышление, его формирование и развитие у школьников на уроках черчения.

Гипотеза исследования - пространственное мышление школьников на уроках черчения будет развиваться эффективно, если:

— будет разработана и экспериментально проверена методическая система, направленная на развитие подструктур пространственного мышления, сопровождающаяся постоянным отслеживанием уровней пространственного мышления, осуществляемом за счёт комплекса диагностических задач, и своевременным корректированием каждой подструктуры посредством разработанной системы заданий и упражнений, развивающих пространственное мышление;

— графическая подготовка будет осуществляться в соответствии с экспериментальной методической моделью развития пространственного мышления, обоснованной психологическими закономерностями развития подструктур пространственного мышления школьников, составляющими и определяющими общий уровень пространственного мышления;

— будет разработан и внедрён в процессе графической подготовки комплекс средств в виде разнотипной информационно-образной основы пространственных объектов и системы тренировочных упражнений и задач, направленных на гармоничное развитие подструктур.

Задачи исследования:

1. Изучить генезис сложного психического явления - формирование пространственного мышления.

2. Предложить и экспериментально проверить методическую систему формирования пространственного мышления, направленную на активное развитие его подструктур в соответствии с закономерными психологическими этапами их становления.

сформированные подструктуры пространственного мышления школьников на базе разнотипной информационно-образной основы.

Теоретическую и методологическую базу исследования составляют научные труды по философии, психологии, педагогике, возрастной физиологии, методики преподавания черчения; теория деятельностного подхода, основные положения теории гуманизации обучения, положения о развивающем характере обучения, теория поэтапного формирования умственных действий П.Я. Гальперина, Н.Ф. Талызиной ; труды А.В. Запорожца, В.П. Зинченко, Н.Е. Кабановой - Меллер, Н.А. Менчинской, Б.Ф. Ломова, С.Л. Рубинштейна, И.М. Сеченова, И.Я. Каплуно-вича, Н.И. Чуприковой, И.С. Якиманской и др., в которых вскрываются механизмы закономерного развития пространственного мышления в зависимости от степени сформированности его подструктур.

Методы исследования: изучение, анализ источников психолого-педагогической и методической литературы, анализ собственного педагогического опыта работы в школе и со студентами ХГФ Курского госуниверситета; анализ учебных планов, программ, учебных пособий и учебников, средств наглядности, применяемых в учебном процессе графической подготовки школьников; анкетирование, тестирование, диагностический метод; наблюдение за учебным процессом, анализ продуктов графической деятельности школьников, студентов; педагогический эксперимент, анализ, обобщение и обработка результатов эксперимента.

Опытно-экспериментальная база исследования. Работа выполнялась на базе общеобразовательных школ г. Курска №№ 1,3, 18, 20, 25, 27, 36, 45, 52, 54, 55; в гимназии № 19 и в общеобразовательной школе № 9 г. Липецка. В эксперименте приняли участие учащиеся 8 классов. На разных этапах исследования было охвачено 580 человек. Исследование проводилось в несколько взаимосвязанных этапов.

На первом этапе (1998-1999 гг.) осуществлялся анализ состояния и степени теоретической разработки проблемы, определялась методология, цели, задачи, предмет исследования, его гипотеза, понятийный аппарат.

На втором этапе (1999-2000 гг.) уточнялись теоретические позиции, определялось содержание опытно-экспериментальной работы, проводился констатирующий эксперимент. Определялась база для лабораторного поискового и обучающего экспериментов, проверялись эффективные педагогические средства обучения, способствующие гармоничному формированию подструктур ПМ учащихся в графической деятельности.

Третий этап (2000-2002 гг.) был посвящен экспериментальной работе, проверке эффективности методики формирования подструктур пространственного мышления учащихся в графической деятельности.

На четвёртом этапе (2002-2004 гг.) проводился анализ и обобщение результатов теоретического и экспериментального исследования. Осуществлялась их статистическая обработка и оформление в виде кандидатской диссертации.

Научная новизна исследования состоит в том, что решена научно-методическая задача развития пространственного мышления школьников на уроках черчения:

стик пространственных свойств и отношений объектов, различающихся по степени абстрактности и информативности содержания;

- разработаны диагностические задачи (на базе разнотипной информационно -образной основы), позволяющие выявлять наличный уровень развития пространственного мышления школьников и сформированность его подструктур;

- разработана система тренировочных упражнений и задач, направленных на корректировку конкретных подструктур пространственного мышления и обеспечивающих их гармоничное развитие;

-установлены критерии развития пространственного мышления школьников:

а) по степени сформированности подструктур пространственного мышления, выражающиеся в способности дифференцировать и определять в реальном объекте или его условном заменителе конкретные пространственные характеристики (форма, отражение её на двухмерной плоскости, метрические и порядковые соотношения) и оперировать ими в мысленном плане;

б) по способности выполнять операции по трем типам оперирования, сохраняя при этом полноту, динамичность образа, обратимость операций;

- разработана и экспериментально проверена методическая система формирования пространственного мышления школьников в процессе графической подготовки, включающая в себя цели, задачи, принципы, методы, психолого-педагогические условия, модель и комплекс средств, обеспечивающих активное развитие подструктур пространственного мышления и учителей, осуществляющих реализацию этой системы.

Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что внесён научный вклад в разработку теории развития пространственного мышления школьников путём развития его подструктур через систему диагностических задач, направленных на выявление слабо сформированных подструктур, и систему развивающих упражнений и задач, используемых в практической подготовке школьников по черчению.

Практическая значимость результатов исследования:

- предложена методика, реализующая разработанную модель формирования пространственного мышления школьников на уроках черчения через гармоничное развитие его подструктур;

- разработана система диагностических заданий для выявления уровней пространственного мышления школьников и система тренировочных упражнений и задач, направленных на корректировку и развитие его подструктур;

- разработаны методические рекомендации по использованию комплекса средств по формированию пространственного мышления в процессе обучения школьников черчению;

- разработана методика диагностики развития подструктур пространственного мышления школьников на уроках черчения.

Результаты исследования могут быть использованы в практике обучения черчению в школе, на художественно-графических факультетах, при составлении учебных планов и программ по черчению, на курсах повышения квалификации учителей черчения, при создании новых учебников, методических и наглядных пособий по черчению.

На защиту выносятся:

- методическая система гармоничного развития подструктур пространственного мышления школьников, базирующаяся на теоретической модели, учитывающей психологически обусловленные закономерности проявления подструктур пространственного мышления подростков; на научно обоснованном комплексе средств активного развития пространственного мышления; на выделенных педагогических условиях и соответствующей экспериментальной методике;

- разработанная система графических задач и упражнений, предназначенная для диагностики и корректирования слабо развитых подструктур пространственного мышления, повышающая качество мыслительных операций, обеспечивающая полноту, динамичность и обратимость образов, предопределяющая качественное усвоение школьниками графических знаний, умений и навыков по черчению.

Степень достоверности и обоснованности полученных результатов обеспечена исходной методологической основой и подтверждена применением диагностических методик, результатами сравнения уровней развития пространственного мышления школьников экспериментальных и контрольных групп, фактом его развития и повышением качества знаний учащихся в экспериментальной группе.

Апробация и внедрение результатов исследования. Материалы диссертации отражены в публикациях автора, а также в докладах и сообщениях на всероссийских конференциях в Курске (2000), Магнитогорск (2002), на научно-практических конференциях: в городах Курске (1999, 2000, 2003), Липецке (2001), Воронеже

(2003); международной научно-практической конференции в городе Курске

(2004); на межрегиональной научно-практической конференции в городе Новомосковске (2002); обсуждались на заседаниях кафедры общетехнических дисциплин индустриально-педагогического факультета и кафедры теории и методики преподавания изобразительного искусства художественно-графического факультета Курского госуниверситета.

Разработанное диссертантом учебно-методическое пособие «Диагностика, корректировка и развитие разнородных подструктур пространственного мышления школьников» по теме исследования, содержащее систему графических заданий, прошло апробацию в работе со студентами 3 и 4 курсов ХГФ Курского госуниверситета, в общеобразовательных школах Курска и Липецка.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и приложения.

Во введении определяется проблема исследования, обосновывается её актуальность, формулируются цель, задачи, предмет, гипотеза и методологические основы исследования. Выделяются основные противоречия современного состояния проблемы, оценивается научная новизна исследования, теоретическая и практическая его значимость, изложены положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Научно-теоретическое обоснование проблемы формирования пространственного мышления школьников» представлены различные трактовки понятий «пространственное представление», «пространственное воображение» и «пространственное мышление», даётся многоаспектный анализ этих понятий. Определена наша позиция к исследуемому психическому явлению «пространственное мышление», выявлены необходимые средства и условия его формирования. В главе дан теоретический анализ исследований, связанных с проблемой формирования пространственного мышления школьников. Освещены различные методические подходы к его формированию. В связи с тем, что проявление пространст-

венного мышления многообразно, исследователями было предложено несколько путей формирования пространственного мышления школьников: через развитие творческих способностей (Л.Н. Анисимова, В.А. Гервер, Ю.Ф. Катханова, О.П. Шабанова); через обучение элементам конструирования (В.А. Гервер, И.А. Ройт-ман, И.М. Рязанцева и др.); через активизацию обучения графическим дисциплинам (В.Н. Виноградов, Е.Т. Жукова, Л.Н. Коваленко, О.П. Шабанова и др.); через развитие динамичности пространственных образов (А.Д. Ботвинников, Е.Т. Жукова, Ю.Ф. Катханова, Г.Ф. Хакимов, М.М. Хасенов и др.); через введение в учебный процесс графической подготовки разнообразных средств наглядности (А.Д. Ботвинников, Е.Н. Власова, СИ. Дембинский, М.Н. Макарова и др.), через развитие понятий о формообразовании предметов (Р.М. Миначева, А.А. Павлова, В.П. Титова и др.).

Для нашего исследования определяющую роль сыграли теоретические и экспериментальные работы психологов Б.Г. Ананьева, Л.М. Веккера, Н.Ю. Вергиле-са, В.П. Зинченко, ИЛ. Каплуновича, Б.Ф. Ломова, Н.И. Чуприковой, И.С. Якиманской и др.

И.С. Якиманская выявила особенности данного вида мышления, внесла точность в формулировку определения «пространственное мышление», показала, что пространственное мышление является сложным психическим образованием, формирующимся самостоятельно на всех этапах онтогенеза, уделив большое внимание структуре пространственных образов, механизму их создания на основе графических изображений (первая ступень содержания пространственного мышления). Она отметила, что создание и оперирование пространственными образами опирается на сложную систему знаний о пространственных свойствах и отношениях, на формирование специальных приёмов их восприятия и представления. На основе экспериментов были обнаружены три типа оперирования образами, соответствующие трём уровням развития пространственного мышления и указывающие на способность человека выполнять различные по психологическому содержанию интеллектуальные операции. И.С. Якиманская определяет пространственное мышление как многоуровневое, иерархически целое, полифункциональное в своей основе, как специфический вид умственной деятельности, обеспечивающий создание пространственных образов и оперирование ими в процессе решения графических задач. Это достигается деятельностью представливания, обеспечивающей восприятие заданных пространственных соотношений, их мысленную переработку (перекодирование); использование разных систем отсчета; оперирование в процессе решения задач различными пространственными свойствами и отношениями объектов и создание на этой основе новых образов. Для оптимального функционирования ПМ необходимы следующие качества пространственных образов, являющиеся показателями благоприятного его развития: динамичность, подвижность, оперативность, полнота и широта оперирования. Подвижность, динамичность обусловлены тем, что в процессе решения задач требуется постоянный переход от объемных изображений к плоскостным и обратно. Широта оперирования даёт возможность выявить у субъекта степень устойчивости оперирования образом по определённому типу, независимо от характера графической основы. Полнота образа отражает наличие всего набора элементов, составляющих его структуру.

Структура процесса оперирования пространственными образами при решении задач (математических) на основе имеющихся представлений (вторая ступень со-

держания деятельности пространственного мышления) наиболее полно изучена и раскрыта в работах И.Я. Каплуновича. В его исследованиях показано, что пространственное мышление является многоуровневой системой, состоящей из разнородных подструктур, проявляющихся в онтогенезе в психологически обусловленной закономерной последовательности (топологические, проективные, метрические, порядковые подструктуры и т.д.), каждая из которых имеет определённую функцию в дифференциации в объекте конкретных пространственных характеристик. С помощью топологической подструктуры человек устанавливает общую форму объекта по его внешнему контуру и оперирует такими пространственными характеристиками как непрерывность, компактность, связность, замкнутость образа. Проективная подструктура детерминирована феноменом толерантности (отношения сходства) и позволяет индивиду распознавать, представлять, оперировать и ориентироваться среди пространственных объектов или их графических изображений с любой точки отсчёта; устанавливать соответствие между пространственным объектом и его проекциями. Метрическая подструктура акцентирует внимание на количественных преобразованиях и позволяет определять числовые значения и величины длин, углов, расстояний и оперировать ими. Порядковая подструктура, способствует вычленению и оперированию пространственных свойств объекта по различным основаниям: слева - справа, ближе - дальше, по отношению друг к другу и т.д., т.е. определять местоположение объекта или его элементов в пространстве.

Н.И. Чуприкова, опираясь на труды известных учёных (Г. Гегель, Я.А. Комен-ский, И.М. Сеченов, П.Я. Гальперин, С.Л Рубиштейн, Д.Б. Эльконин, Н.Н. Ланге, Т.Г. Рибо, X. Вернер, Х.А. Уиткин, Дж. Миллер, Ж. Пиаже и др.), в совместных экспериментах с И.Я. Каплуновичем и А.В. Атемасовым доказала, что способность человека успешно дифференцировать визуально воспринимаемые пространственные характеристики объектов, является непременным условием перехода от чувственного познания к абстрактному мышлению. То есть чёткая дифференциация пространственных свойств объектов лежит в основе развития пространственного мышления. Учёными было сделано заключение, что развитие пространственного мышления осуществляется за счёт дифференциации и формирования подструктур пространственного мышления. Овладение не только непосредственными, но и опосредованными формами создания и оперирования образами базируется на гармоничном развитии разнородных подструктур, определяющих общий уровень пространственного мышления.

Результаты исследований учёных (Б.Г. Ананьев, Л.М. Веккер, Н.Ю. Вергилес, В.П. Зинченко, Б.Ф. Ломов) о фазном формировании образа в результате перцептивного восприятия объекта позволили нам установить закономерную взаимосвязь фаз становления зрительного образа с этапами последовательного формирования подструктур пространственного мышления в онтогенезе. Это послужило для нас отправной базой при разработке методики формирования пространственного мышления в графической деятельности.

При определении основных принципов построения методики мы стоим на позиции представителей учёных-психологов (Ж. Пиаже, И.Я. Каплуновича, Н.И. Чу-приковой, И.С. Якиманская, А.В. Атемасова и др., рассматривающих пространственное мышление как сложное многоуровневое психическое образование, состоящее из разнородных подструктур, развивающихся в начальном периоде автономно;

взаимодействуя, они определяют общий уровень развития пространственного мышления, то есть степень его развития зависит от гармоничной сформированно-сти подструктур.

В результате проведенных нами исследований уровня развития пространственного мышления у школьников, было установлено, что причина низкого уровня его развития заключается в отсутствии использования в практике преподавания графических дисциплин идей о структуре пространственного мышления и психологических закономерностях его формирования.

В связи с этим возникла потребность в разработке научно обоснованной системы формирования пространственного мышления, принимающей во внимание рекомендации психологов и методистов.

Во второй главе «Исследование методической системы развития подструктур пространственного мышления школьников на уроках черчения» мы экспериментально проверили модель формирования пространственного мышления школьников на уроках черчения, которая строится на учёте психологических закономерностей последовательного развития подструктур пространственного мышления в онтогенезе и комплекс средств, корректирующий слабо развитые подструктуры пространственного мышления.

Констатирующий эксперимент (1999-2000гг.) проводился с учащимися 8 классов на базе общеобразовательных школ города Курска с использованием разработанных нами диагностических задач. На данном этапе необходимо было выявить уровень развития пространственного мышления и его подструктур после первого года изучения черчения (в конце 4 четверти) у школьников, обучающихся по традиционной методике. Учащимся были предложены задания на базе различной графической наглядности (наглядное изображение, чертёж).

В результате эксперимента выявлено, что школьники создают пространственные образы не одинаково на различной графической наглядности, что говорит об отсутствии важного показателя - широты оперирования. Нами обнаружено, что подструктуры пространственного мышления у учащихся развиты крайне не равномерно, что проявилось в неспособности отдельных учеников дифференцировать различные пространственные свойства объектов. Самыми развитыми оказались метрические подструктуры. Это объясняется тем, что уже в начальной школе в процессе освоения математики дети манипулируют метрическими характеристиками, при этом, подструктуры совершенствуются, развиваются. Самое низкое развитие получили порядковые подструктуры, что является следствием недостаточного к ним внимания на учебных дисциплинах, стимулирующих их развитие. Итоги эксперимента по диагностике подструктур пространственного мышления учащихся отражены на диаграмме (Рис.1).

Следующее задание направлено на выявление у школьников уровня развития пространственного мышления. Первый тип оперирования связан с мысленным изменением положения объекта в пространстве. При втором типе следует изменить структуру объекта, его исходное положение остаётся прежним. Третий тип оперирования предполагает выполнение операций двух предыдущих типов. В результате эксперимента выяснилось, что для учащихся наиболее доступным является второй тип оперирования, которому свойственна статичность, неподвижность пространственных образов. Третий доступен незначительному числу школьников (Рис.2).

Нами выявлено, что создание пространственных образов на различном графическом материале не в равной мере доступно всем учащимся. В результате эксперимента установлено, что в пространственном мышлении учащихся имеют низкую степень сформированности качественные показатели, являющиеся критериями оптимального его развития: 1) динамичность, подвижность пространственного образа и обратимость операций, проявившаяся в затруднении изменять исходную позицию наблюдения на объект; 2) широта оперирования, выразившаяся в различной способности школьников к перекодированию предъявляемой наглядности; 3) полнота образа, причиной отсутствия которой являются а) бессистемность обследования предъявленной наглядности, приводящей к потере элементов, составляющих структуру объекта, б) дисгармоничность развития подструктур пространственного мышления, проявившаяся в разной способности школьников дифференцировать различные пространственные свойства объектов и являющаяся главной причиной низкого уровня развития пространственного мышления. Эти факты указывают на недостаточное развитие качественных показателей пространственного мышления и требуют их корректировки.

(Констатирующий эксперимент)

Рис. 1. Диаграмма сформирование-сти подструктур пространственного мышления школьников (в %)

Рис.2. Диаграмма уровней развития пространственного мышления школьников по типу оперирования (в %)

Главной базой формирования пространственного мышления должна стать разнотипная информационно-образная основа, представляющая собой различные виды графической наглядности в сочетании с вербально предъявленной информацией о пространственных свойствах объекта, а также система тренировочных упражнений и задач, разработанных на её основе. Ориентиром поэтапного обследования разнотипной информационно-образной основы является разработанная нами план-схема, направляющая последовательность выявления пространственных характеристик объекта, соответствующая этапам формирования подструктур в онтогенезе и фазам формирования зрительного образа Все это содействует гармоничному развитию подструктур пространственного мышления и выработке поэтапного формирования умственных действий, в дальнейшем переходящих во внутренний план действий субъекта и служащих основой грамотного анализа объекта

Формирование подструктур пространственного мышления следует осуществлять с помощью диагностических задач, выявляющих слабо развитые подструктуры, а также тренировочных упражнений и задач, корректирующих их развитие,

вводимых в учебный процесс в установленной системе в рамках содержания программы по черчению. Это позволяет гармонично сбалансировать развитие подструктур пространственного мышления и сформировать необходимые качественные показатели пространственного образа: динамичность, подвижность, обратимость, полноту образа и широту оперирования.

Поисковые исследования (2001-2002 гг.) проводились с начала учебного года с учащимися 8 классов (контрольных и экспериментальных групп), имеющих примерно одинаковую успеваемость по графическим дисциплинам. На начальном этапе эксперимента (во 2 четверти) после изучения школьниками двух групп по традиционной методике разделов: «Чертежи в системе прямоугольных проекций» и «Аксонометрические проекции» с помощью разработанных нами диагностических заданий был проведен контрольный срез, позволивший установить исходный уровень развития пространственного мышления учащихся ЭГ и КГ. Результаты показали, что в контрольной группе школьников, обладающих самым высоким - третьим типом оперирования оказалось больше, чем в экспериментальной. Итоги среза отражены в таблице 1.

В течение всего учебного года школьникам ЭГ выборочно по некоторым темам вводились несколько видоизменённые задания (корректирующие и тренировочные), имеющиеся в учебнике, позволяющие формировать подструктуры пространственного мышления. Задания были представлены сериями, каждая из которых направлена на коррекцию и развитие конкретной подструктуры. Блок состоял из задач, разработанных на различной информационно-образной основе, и включал по пять вариантов задач в возрастающей степени сложности формы модели. Блок заданий «А» предусматривал действия с образами на основе наглядного изображения, блок «Б» - на основе чертежа, блок «В» - на основе вербального описания исходной формы объекта. В ходе эксперимента разрабатывалось, изменялось и уточнялось содержание диагностических и тренировочных упражнений и задач в соответствии с целями и задачами исследования.

В конце года был сделан срез, позволивший установить эффективность влияния разработанных нами заданий на общий уровень развития пространственного мышления школьников. Результаты эксперимента отражены в сводной таблице 1.

Таблица 1

Сравнительная характеристика уровней развития пространственного мышления

школьников (по типу оперирования) КГ и ЭГ в начале и в конце эксперимента (поисковый эксперимент)

2 четверть 4 четверть

Тип КГ (105 чел.) ЭГ (105чел.) Тип КГ (105 чел.) ЭГ (105 чел.)

оперир. % % оперир. % %

1 тип 27,6 26,7 1 тип 28,6 36,2

2 тип 64,8 67,6 2 тип 63,4 45,7

3 тип 7,6 5,7 3 тип 8 18,1

Результаты эксперимента показали благоприятное влияние разработанных нами заданий на повышение общего уровня развития пространственного мышления школьников ЭГ: число учащихся, обладающих самым высоким (третьим) типом оперирования в этой группе, увеличилось более чем в 2 раза. Таким образом, к концу учебного года итоги выполнения заданий показали динамику роста уровня развития пространственного мышления учащихся ЭГ.

Формирующий эксперимент (2002-2003 гг.) был организован (с начала учебного года) на базе тех же школ, в которых проводился поисковый. В эксперименте был задействован нереализованный потенциал при формировании пространственного мышления, заключающийся в учете психологически обусловленной последовательности проявления этапов развития подструктур, соответствующих фазам становления зрительного образа. Для этого использовался комплекс средств, служащий для диагностики и корректировки слабо сформированных подструктур.

Методика формирования пространственного мышления учащихся ЭГ включала следующее порядок освоения школьниками учебного материала был несколько изменен и приведен в соответствие с этапами формирования подструктур в онтогенезе; с целью накопления базы различных типов зрительных образов при ознакомлении с геометрическими формами школьникам был предложен широкий наглядный ряд реальных геометрических форм в совокупности с вариантами их графического отображения (разнотипная информационно-образная основа), для выработки поэтапного грамотного анализа и дифференциации пространственных характеристик объектов, с целью функционирования всех подструктур пространственного мышления и гармоничного их формирования была введена разработанная нами план-схема, являющаяся ориентиром последовательного выявления пространственных свойств объектов

Для установления у испытуемых двух групп исходного уровня пространственного мышления и его подструктур на первом этапе эксперимента (2 четверть) применялись диагностические задания, аналогичные используемым в поисковом эксперименте Результаты решения заданий учащимися ЭГ и КГ представлены на диаграммах (Рис. 3 и Рис 4)

(Формирующий эксперимент) 2 четверть

Рис.3. Диаграмма сравнительной характеристики сформированности подструктур пространственного мышления школьников экспериментальной и контрольной групп (в%)

Рис 4. Диаграмма сравнительной характеристики уровней развития пространственного мышления школьников экспериментальной и контрольной групп по типу оперирования (в %)

В течение всего учебного года в процессе графической подготовки учащихся ЭГ систематически вводились тренировочные упражнения и задачи, корректирующие слабо сформированные подструктуры пространственного мышления. При этом активно использовались план-схема анализа изображений и громкоречевое ком-

ментирование совершаемых мыслительных операций, служащих в дальнейшем базой внутреннего плана действий школьников при вычленении пространственных характеристик реальных объектов и их образов, создаваемых на различной основе. Задания вводились сериями, направленными на коррекцию конкретных подструктур. Система введения заданий соответствует продвижению учащихся в последовательности усвоения знаний и овладению умениями и навыками. Использование разнотипной информационно-образной основы даёт возможность формировать важные показатели развития пространственного мышления: широту оперирования и динамичность, подвижность, обратимость создаваемых образов. План-схема позволяет корректировать полноту образа и функции подструктур пространственного мышления. В приложении имеются задания развивающие динамичность, подвижность пространственного образа за счёт выполнения операций, различных по содержанию (1,2 и 3 типы оперирования).

Взаимосвязанное и последовательное включение в процесс графической подготовки всего комплекса средств позволило сделать процесс формирования подструктур логичным, систематичным, учитывающим закономерные психологически обоснованные этапы их развития.

Наблюдение за деятельностью учащихся (ЭГ и КГ) в течение всего учебного года, отметки за выполнение итоговой контрольной работы, время, затраченное ими на её выполнение, и диагностика уровня развития пространственного мышления (в конце 4 четверти), выявили динамику его роста у ЭГ школьников (Рис. 5 и Рис.6).

(Формирующий эксперимент) 4 четверть

Рис.5. Диаграмма сравнительной характеристики сформированности подструктур пространственного мышления школьников экспериментальной и контрольной групп (в %)

Рис.6. Диаграмма сравнительной характеристики уровней развития пространственного мышления школьников экспериментальной и контрольной групп по типу оперирования

(в%)

Нами был зафиксирован рост качественных показателей развития пространственного мышления (динамичность, подвижность, обратимость операций, полнота и широта образа) и наличие более высокого качества знаний у учащихся ЭГ.

Проведение итоговой контрольной работы показало, что качество знаний у учащихся ЭГ, имеющих более высокий уровень развития пространственного мышления и его подструктур, выше, чем у школьников, имеющих низкий уровень

ления и его подструктур, выше, чем у школьников, имеющих низкий уровень его развития. Отличие уровней развития пространственного мышления двух групп отразилось на показателе качества их знаний и умений. Средний балл отметок за итоговую годовую работу в ЭГ составил 4,7 балла, в КГ он равен 3,8 балла (Таблица 2).

Таблица 2

Отметки Контрольная группа (105 человек) Экспериментальная группа (105 человек)

Количество % Количество %

«отлично» 23 22 73 70

«хорошо» 40 38 28 27

«удовл.» 42 40 4 3

«неудовл.» - - - -

Средний балл 3,8 4,7

В 9 классе был проведен отсроченный сравнительный эксперимент. Включение творческих заданий (в первой четверти) позволило нам выявить, что учащиеся ЭГ, имеющие более высокий уровень развития пространственного мышления, быстрее и более качественно справились с решением этих задач. Количество правильно выполненных работ в ЭГ оказалось на 30% больше, чем в КГ (Таблица 3). Данный факт доказал, что существует прямое соответствие между степенью сформиро-ванности пространственного мышления и способностью к решению творческих задач, требующих при выполнении разрушения сложившихся стереотипов.

Таблица 3

Отметки Экспериментальная группа (105 человек) Контрольная группа (105 человек)

Количество % Количество %

«отлично» 15 14 33 31

«хорошо» 26 28 43 41

Всего учащихся выполнивших работу на «хорошо» и «отлично» 41 42 76 72

Наряду с этим (во второй четверти) при выполнении графической работы № 13 (Эскиз детали с выполнением необходимых разрезов) установлено, что учащиеся ЭГ и КГ не одинаково справились с заданием. У школьников экспериментальной группы, имеющих более высокий уровень сформированности ПМ показатель качества знаний выше, чем у второй группы школьников на 23 %. Это доказывает влияние более высокой степени развития ПМ на решение графических задач, требующих действий с образами в мысленном плане. Указанные факты убедили нас в эффективности разработанной методической системы.

Проведенный эксперимент полностью подтвердил гипотезу нашего исследования. Он доказал, что введённый нами в процесс графической подготовки школьников ЭГ комплекс средств оказал позитивное влияние на развитие подструктур пространственного мышления и уровень его развития в целом, а методика их включения была использована правильно.

В заключении изложены основные выводы диссертации.

1. На основании анализа теоретической базы проблемы формирования пространственного мышления сделан вывод о важности и необходимости развития пространственного мышления как важного составляющего компонента интеллектуального развития школьников.

2. Теоретически обоснована и апробирована модель развития пространственного мышления, построенная на учёте психологических закономерностей развитии подструктур, составляющих и определяющих общий уровень его развития.

3. Включение комплекса средств: а) разнотипной информационно-образной основы в качестве базы для создания и оперирования пространственными образами при решении графических задач; б) плана-схемы по анализу и вычленению пространственных характеристик позволило выработать внутренний план действий, служащий грамотной основой дифференциации пространственных характеристик объектов; в) последовательное, систематическое включение в процесс обучения черчению целенаправленной психологически обоснованной системы заданий обеспечили сформированность важных качественных показателей, являющихся критериями эффективного развития пространственного мышления (динамичность, подвижность, обратимость операций, полнота и широта образа).

4. Введение в учебный процесс графической подготовки методической системы, направленной на развитие основных подструктур пространственного мышления, сопровождающейся постоянным отслеживанием уровней пространственного мышления, осуществляемом за счёт комплекса диагностических задач и своевременной корректировки каждой подструктуры посредством разработанной системы заданий и упражнений, развивающих пространственное мышление учащихся, подтвердили эффективность разработанного нами комплекса средств и методической системы.

5. Приращивание уровня подструктур пространственного мышления в ЭГ и переход учащихся этих групп на третий, более высокий, уровень тип оперирования пространственными объектами, а также качество их графических знаний и высокая способность к решению творческих задач доказали эффективность избранной нами методической системы развития подструктур пространственного мышления на уроках черчения.

В приложении представлены задания, применяемые для диагностики, тренировки и корректировки подструктур пространственного мышления.

Основное содержание диссертации и результаты исследования отражены в следующих публикациях автора;

1. Щербакова В.Ю. Диагностика, корректировка и развитие разнородных подструктур пространственного мышления школьников: Науч.-методическое пособие.- Курск: Изд-во КГУ, 2004. -70 с. (4,4 п.л.)

2. Щербакова В.Ю. Роль пространственного мышления в учебной и трудовой деятельности // Диалог истории и искусства: Российская провинция: опыт, проблемы, решения: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной 40-летию ХГФ.- Курск: Изд-во КГПУ, 2000. - С. 366-370 (0,31 п.л.)

3. Щербакова В.Ю. Роль наглядности в преподавании изобразительного искусства и черчения в общеобразовательной школе // Нучные основы профессионально-педагогической подготовки учителя изобразительного искусства и черчения: Проблемы провинциальной художественной культуры: Сб. науч. трудов. Выпуск 2. -Курск: КГПУ, 2000.- С. 124-128 (0,31 п.л.)

4. Щербакова В.Ю. Комплексная программа педагогической практики. Специальность - 030800 - изобразительное искусство и черчение (для студентов дневного отделения). - Курск: Изд-во КГПУ, 1998. - С.72-79 (0,4 п.л.)

5. Щербакова В.Ю. Комплексная программа педагогической практики. Специальность - 030800 - изобразительное искусство и черчение (для студентов заочного отделения). - Курск: Изд-во КГПУ, 1998. - С.60-74 (0,9 п.л.)

6. Щербакова В.Ю. Формирование профессиональных качеств будущих учителей черчения и изобразительного искусства в период обучения в вузе // Научные основы профессионально-педагогической подготовки учителя изобразительного искусства и черчения: Проблемы провинциальной художественной культуры: Сб. науч. трудов. - Курск: Изд-во КГПУ, 1999. - С. 86-89 (0,25 п.л.)

7. Щербакова В.Ю. Роль графических моделей в формировании пространственного мышления школьников // Современные проблемы совершенствования художественного образования: Материалы науч.-практ. конф. - Липецк: Изд-во ЛГПУ, 2001.-С. 238-240 (0,2 п.л.)

8. Щербакова В.Ю. Проблемы развития пространственного мышления учащихся в графической деятельности // Бицентры России: прошлое, настоящее, будущее: Материалы межрегиональной науч.-практ. конф. - Новомосковск: ТГПУ им. Л.Н. Толстого, 2002. - С. 228-231 (0,3 п.л.)

9. Щербакова В.Ю. К вопросу о формировании пространственного мышления школьников в графической деятельности // Совершенствование непрерывного художественно-педагогического образования в регионе: Содержание. Проблемы. Перспективы развития: Материалы Всероссийской науч.-практ. конф. - Магнитогорск : МГУ, 2002. - С. 145-146 (0,15 п.л.)

10. Щербакова В.Ю. Формирование профессиональных качеств студентов в условиях педагогической практики // Художественное образование: Поиски, проблемы, перспективы: Материалы науч.-практ. конф. - Воронеж: Изд-во ВШУ, 2003.-С. 74-76 (0,19 п.л.)

11. Щербакова В.Ю. Пути развития пространственного мышления учащихся в графической деятельности //Технология. Творчество. Личность: Материалы 9 Международной научно-практической конференции: В 2 ч. Ч. 2. - Курск: Изд-во Курского госуниверситета, 2003.- С. 117-120 (0,25 п.л.).

Подл, к печ. 09.03.2005 Объем 1.0 п.л. Заказ №.76 Тир 100 экз,

Типография МШУ

( Ш59

\ -1 I t " 12 MAP 2005 \! s 5 /

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Щербакова, Вера Юрьевна, 2005 год

Введение.

Глава I. Научно-теоретическое обоснование проблемы формирования пространственного мышления школьников

1.1 Теоретический анализ исследований по проблеме формирования пространственного мышления школьников.

1.2 Психолого-педагогические основы развития пространственного мышления школьников.

1.3 Формирование пространственного мышления школьников в практике обучения черчению.

Глава 2. Исследование методической системы развития подструктур пространственного мышления школьников на уроках черчения

2.1 Исследование пространственного мышления школьников в современной графической подготовке (констатирующий эксперимент).

2.2 Методика диагностики и формирования уровня развития пространственного мышления и его подструктур (поисковый эксперимент).

2.3 Проверка эффективности методической системы формирования пространственного мышления учащихся через комплекс средств, направленных на развитие его подструктур (формирующий эксперимент).

ЗАКЛЮЧНИЕ.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Формирование пространственного мышления школьников на уроках черчения"

Актуальность исследования. Проблема исследования и её актуальность.

Главная задача общеобразовательной школы состоит в том, чтобы не только дать детям общее образование, но содействовать выявлению и развитию имеющихся у них способностей. Одной из важнейших человеческих способностей является способность мыслить пространственными образами. Возникая как практическая потребность ориентации в пространстве среди объектов материального мира, пространственное мышление в ходе онтогенеза становится важной составляющей интеллекта человека (Б.Г. Ананьев, Б.Ф. Ломов, СЛ. Рубинштейн, Б.М. Теплов, Н.А. Тих, Ф.Н. Шемякин, И.С. Якиманская и др.), оно служит средством познания самых разнообразных предметов и явлений действительности, а также является необходимым условием развития его потенциальных способностей (JI.M. Веккер, К.М. Гуревич, Е.А. Климов, Т.В. Кудрявцев, Д.А. Ошанин, В.Н. Пушкин, Д.Н. Завалишина, В.В. Чебышева, Н.Ф. Шемякин, И.С. Якиманская, Ж. Пиаже, М. Дональдсон и др.). Сформированное пространственное мышление рассматривается как база развития специальных способностей (Б.М. Блюменфельд, JI.JI. Гурова, М.Р. Дружинин, Д.Н. Завалишина, В.И. Зыкова, Е.Н. Кабанова-Меллер, В.А. Крутецкий, Т.В. Кудрявцев, B.C. Кузин, В .К. Лебедко, Н.П. Линькова, В.Н. Пушкин, Р.М. Ребус, O.K. Тихомиров, А.И. Фетисов, И.С. Якиманская и др.), является предпосылкой успешного овладения научно-технической, изобразительно-художественной и другими видами деятельностей, связанных с конструкторским мышлением и техническим творчеством (А.В. Гервер, И.А. Ройтман, Т.В. Кудрявцев).

Известными учёными отмечено, что творческое воображение, оперирование пространственными образами лежат в основе всех истинных достижений науки (Бройль Луи де, Б.М. Теплов).

В своих наиболее развитых формах пространственное мышление формируется на графической основе (А.В. Запорожец, Б.Ф. Ломов, В.П. Зинченко, И.Я Каплунович, Е.И. Рогов, И.С. Якиманская и др.). Следовательно, в общеобразовательной школе одним из главных предметов, способствующих его развитию, является черчение.

Ученые-методисты Н.Н. Анисимов, JI.H. Анисимова, А.Д. Ботвинников, В.Н. Виноградов, В.А. Василенко, И.А. Воротников, В.А. Гервер, С.И. Дембин-ский, Е.Т. Жукова, Ю.Ф. Катханова, JI.H. Коваленко, В.И. Кузьменко, А.А. Павлова, Н.Г. Преображенская, JI.M. Пыжевич, И.А. Ройтман, В.В. Степакова, О.П. Шабанова, В.И. Якунин и др. в своих исследованиях подчеркивают важность и значимость изучения предмета черчения в школе и указывают на его роль в интеллектуальном развитии личности школьника, в развитии его творческих способностей, технического мышления, пространственных представлений, логики, способности к конструированию и моделированию. В процессе изучения школьниками черчения воспитывается точность, аккуратность, развивается внимание, наблюдательность, зрительная память, формируется активная жизненная позиция и другие лучшие личностные качества. Являясь международным языком общения, графический язык предмета расширяет познавательные возможности школьников, увеличивая диапазон их миропонимания.

Несмотря на значительный вклад учёных-методистов в теорию и практику обучения черчению, в методической науке спектр развития пространственного мышления остаётся недостаточно изученным. Этот факт объясняется тем, что пространственное мышление является сложным психическим образованием, состоящим из подструктур, формирующихся в психологически обусловленной последовательности: топологических (способствующих установлению общей формы объекта по его внешнему контуру), проективных (позволяющих распознавать, представлять, оперировать и ориентироваться среди пространственных объектов или их графических изображений с любой точки отсчета), метрических (позволяющих определять числовые значения величин объектов и совершать их количественные преобразования), порядковых (выявляющих местоположения пространственных свойств в объекте). В процессе взаимодействия друг с другом подструктуры определяют общий уровень его развития. Формирование подструктур должно также соответствовать закономерным этапам их становления в онтогенезе. В методике обучения черчению формирование пространственного мышления с учётом развития его подструктур не получило должного внимания исследователей.

Отсюда возникает первое противоречие, заключающееся в важности и значимости развития подструктур пространственного мышления школьников на уроках черчения и отсутствии методической системы, направленной на их развитие. В связи с тем, что каждая подструктура пространственного мышления выполняет вполне определённую функцию в дифференциации пространственных свойств и отношений объектов и оперировании ими, необходимы упражнения и задания, целенаправленно их развивающие, но таковых в практике обучения черчению не имеется.

Важность, научная обоснованность и значимость пространственного мышления во всех сферах жизни человека и вместе с тем низкое его развитие у школьников, слабое состояние научно-исследовательской базы проблем, касающихся методики формирования пространственного мышления с учётом закономерного развития его подструктур, а также отсутствие методической системы, направленной на формирование отдельных подструктур, способствующих гармоничному их развитию на уроках черчения, и совокупность указанных выше противоречий объясняет наше обращение к проблеме формирования пространственного мышления школьников на занятиях по черчению.

Объект исследования - процесс обучения черчению в общеобразовательной средней школе.

Предмет исследования - пространственное мышление, его формирование и развитие у школьников на уроках черчения.

Гипотеза исследования — пространственное мышление школьников на уроках черчения будет развиваться эффективно, если:

- будет разработана и экспериментально проверена методическая система, направленная на развитие подструктур пространственного мышления, сопровождающаяся постоянным отслеживанием уровней пространственного мышления, осуществляемом за счёт комплекса диагностических задач, и своевременным корректированием каждой подструктуры посредством разработанной системы заданий и упражнений, развивающих пространственное мышление;

- графическая подготовка будет осуществляться в соответствии с экспериментальной методической моделью развития пространственного мышления, обоснованной психологическими закономерностями развития подструктур пространственного мышления школьников, составляющими и определяющими общий уровень пространственного мышления;

- будет разработан и внедрён в процессе графической подготовки комплекс средств в виде разнотипной информационно-образной основы пространственных объектов и системы тренировочных упражнений и задач, направленных на гармоничное развитие подструктур.

Задачи исследования:

1. Изучить генезис сложного психического явления — формирование пространственного мышления.

3. Предложить и апробировать систему диагностических задач, выявляющих дисгармонию в развитии подструктур пространственного мышления, и систему средств, корректирующих, наполняющих, обогащающих и развивающих слабо сформированные подструктуры пространственного мышления школьников на базе разнотипной информационно-образной основы.

Теоретическую и методологическую базу исследования составляют труды по философии, психологии, педагогике, возрастной физиологии, методики преподавания черчения; теория деятельностного подхода, основные положения теории гуманизации обучения, положения о развивающем характере обучения, теория поэтапного формирования умственных действий ПЛ. Гальперина, Н.Ф. Талызиной.; труды А.В. Запорожца, В.П. Зинченко, Н.Е. Кабановой-Меллер, Н.А. Менчинской, Б.Ф. Ломова, С.Л. Рубинштейна, И.М. Сеченова, И .Я. Каплуновича, Н.И. Чуприковой, И.С. Якиманской и др., в которых вскрываются механизмы закономерного развития пространственного мышления в зависимости от степени сформированное™ его подструктур.

Методы исследования: изучение, анализ источников психолого- педагогической и методической литературы, анализ собственного педагогического опыта работы в школе и со студентами ХГФ Курского госуниверситета; изучение и анализ учебных планов, программ, учебных пособий и учебников, средств наглядности, применяемых в учебном процессе графической подготовки школьников; анкетирование, тестирование, диагностический метод; наблюдение за учебным процессом, изучение и анализ продуктов графической деятельности школьников, студентов; педагогический эксперимент, анализ, обобщение и обработка результатов эксперимента.

Опытно-экспериментальная база исследования. Работа выполнялась на базе общеобразовательных школ г. Курска №№ 1,3, 18, 20, 25, 27, 36, 45, 52, 54, 55; в гимназии № 19 и в общеобразовательной школе № 9 г. Липецка. В эксперименте приняли участие учащиеся 8-х классов. На разных этапах исследования было охвачено 580 человек. Исследование проводилось в несколько взаимосвязанных этапов.

На втором этапе (1999-2000 гг.) уточнялись теоретические позиции, определялось содержание опытно-экспериментальной работы, проводился констатирующий эксперимент. Определялась база для лабораторного поискового и обучающего экспериментов, проверялись эффективные педагогические средства обучения, способствующие гармоничному формированию подструктур пространственного мышления учащихся в графической деятельности.

- введено понятие «разнотипная информационно-образная основа» применительно к используемым в черчении средствам формирования пространственного мышления в виде графически выраженных и вербально представленных характеристик пространственных свойств и отношений объектов, различающихся по степени абстрактности и информативности содержания;

- разработаны диагностические задачи (на базе разнотипной информационно-образной основы), позволяющие выявлять наличный уровень развития пространственного мышления школьников и сформированность подструктур;

- установлены критерии развития пространственного мышления школьников: а) по степени сформированности подструктур пространственного мышления, выражающиеся в способности дифференцировать и определять в реальном объекте или его условном заменителе конкретные пространственные характеристики (форма, отражение её на двухмерной плоскости, метрические и порядковые соотношения) и оперировать ими в мысленном плане; б) по способности выполнять операции по трем типам оперирования, сохраняя при этом полноту, динамичность образа, обратимость операций;

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что внесён научный вклад в разработку теории развития пространственного мышления школьников путём развития его подструктур через систему диагностических задач, направленных на выявление слабо сформированных подструктур, и систему развивающих задач и упражнений, используемых в практической подготовке школьников по черчению.

Практическая значимость исследования:

На защиту выносятся:

Апробация и внедрение результатов исследования.

Материалы диссертации по проблеме диссертации отражены в публикациях автора, а также в докладах и сообщениях на Всероссийских конференциях «Роль пространственного мышления в учебной и трудовой деятельности», (Курск, 2000), «К вопросу о формировании пространственного мышления школьников в графической деятельности» (Магнитогорск, 2002); на научно-практических конференциях: «Роль наглядности в преподавании изобразительного искусства и черчения в общеобразовательной школе» (Курск, 2000), «Роль графических моделей в формировании пространственного мышления школьников» (Липецк, 2001), «Формирование профессиональных качеств студентов в условиях педагогической практики» (Воронеж, 2003); международной научно-практической конференции «Пути развития пространственного мышления учащихся в графической деятельности» (Курск, 2003); на межрегиональной научно-практической конференции «Проблемы развития пространственного мышления учащихся в графической деятельности» (Новомосковск, 2002); обсуждались на заседаниях кафедры общетехнических дисциплин индустриально-педагогического факультета и кафедры теории и методики преподавания изобразительного искусства художественно-графического факультета Курского госуниверситета.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Основные результаты, полученные в диссертационном исследовании:

На основании теоретической базы исследования проблемы формирования пространственного мышления школьников сделан вывод о важности и необходимости включения в процесс обучения черчению комплекса средств, в виде разнотипной информационно-образной основы, являющейся базой создания пространственных образов, системы диагностических задач, выявляющих дисгармонию в развитии подструктур пространственного мышления школьников и системы упражнений и задач, корректирующих, наполняющих и развивающих слабо сформированные подструктуры пространственного мышления школьников, составленных на базе разнотипной информационно-образной основы.

1. Подтверждено, что существующая на сегодняшний день традиционная методика обучения черчению не в полной мере обеспечивает должный уровень формирования пространственного мышления. Причина низкого уровня его развития находится в отсутствии использования в практике преподавания графических дисциплин идей о структуре пространственного мышления и психологических закономерностях их формирования.

2. Установлено, что уровень пространственного мышления зависит от степени сформированности его подструктур, которые, взаимодействуя, определяют общий уровень его развития. Рассматривая пространственное мышление как сложное многоуровневое психическое образование, мы должны ориентироваться на то, что его уровни определяются с одной стороны — объективным содержанием материала (характером его наглядности, условности, обобщенности), а с другой - познавательной активностью субъекта, реализуемой в процессе решения задач, требующих создания пространственных образов и оперирования ими. Уровень этой активности зависит от овладения субъектом средствами деятельности (способами представливания), то есть умением грамотно воспринимать информацию о пространственных характеристиках объектов, создавать образы объектов и манипулировать ими в процессе решения графических задач. Следовательно, главной базой формирования пространственного мышления является разнотипная информационно-образная основа, представляющая собой различные виды наглядности в сочетании с вербально предъявленной информацией о пространственных свойствах объекта, вводимая в учебный процесс графической подготовки в определённой системе по мере возрастания абстрактности.

Средством формирования пространственного мышления является разработанная на базе РИОО система диагностических задач, выявляющих слабо сформированные подструктуры пространственного мышления и система тренировочных упражнений и задач, корректирующих, наполняющих и развивающих слабо сформированные подструктуры пространственного мышления школьников. Обследование предъявляемой информации о пространственных свойствах объектов должно проводиться целенаправленно в последовательности, согласованной с фазами формирования зрительного образа и закономерным развитием подструктур пространственного мышления в онтогенезе. Ориентиром поэтапного обследования информации о пространственных свойствах объекта является план-схема, соответствующая последовательности проявления подструктур в онтогенезе.

3. Теоретически обоснована и экспериментально проверена модель формирования пространственного мышления, обоснованная закономерными психологически обусловленными этапами развития его подструктур в онтогенезе. Функционирование составляющих компонентов модели реализуется только при наличии методической системы, включающей в себя комплекс средств, в виде разнотипной информационно-образной основы, системы задач, направленных на диагностику слабо развитых подструктур и тренировочных задач и упражнений, корректирующих и развивающих разнородные подструктуры пространственного мышления школьников.

4. Анализом выявления уровня развития пространственного мышления у школьников в учебном процессе подтверждается:

- при формировании пространственного мышления в методике преподавания черчения не учитывается закономерная психологически обусловленная последовательность развития его подструктур; формирование подструктур не соответствует этапам их проявления в онтогенезе, в процессе графической подготовки не используется последовательное введение разнотипной информационно-образной основы как главной базы создания пространственных образов; в школьных учебниках отсутствует систематизация заданий и упражнений (в соответствии с РИОО), направленных на развитие конкретных подструктур;

- определено, что образы объектов учащиеся создают не одинаково на базе различной графической наглядности, что свидетельствует об отсутствии важного качественного показателя развития пространственного мышления - широты оперирования;

- установлено, что подструктуры пространственного мышления школьников сформированы крайне не равномерно: более высокое развитие получили метрические подструктуры, затем - топологические и проективные подструктуры, самое низкое развитие получили порядковые подструктуры, всё это негативно повлияло на общий уровень развития пространственного мышления;

- выявлен достаточно низкий уровень развития пространственного мышления у школьников после первого года обучения черчению: 1 типом оперирования обладают 25,9 % школьников; 2 типом оперирования, которому свойственна статичность, неподвижность образов, владеет значительная часть испытуемых - 67,4 %; самый высокий - 3 тип оперирования, которому свойственна динамичность, обратимость операций и полнота образа доступен лишь 6,7 % учащихся;

- из-за неумения школьников грамотно, последовательно анализировать предоставленную графическую наглядность, создаваемые образы были не полными, что повлияло на создание новых образов и на результаты оперирования ими.

5. Результаты опытно экспериментальной работы подтвердили, что гармоничная сформированность подструктур влияет на общий уровень пространственного мышления.

Итогом методической организации явилось введение разработанной модели развития пространственного мышления, построенной на учёте психологических закономерностей развитии подструктур, составляющих и определяющих общий уровень его развития, и комплекса средств, используемых для диагностики и корректировки несформированных подструктур. Включение комплекса средств: а) разнотипной информационно-образной основы, в качестве базы для создания и оперирования пространственными образами при решении графических задач; б) использование плана-схемы по анализу и вычленению пространственных характеристик позволило выработать внутренний план действий, служащий грамотной основой дифференциации пространственных характеристик объектов; в) последовательное, систематическое включение в процесс обучения черчению целенаправленной психологически обоснованной системы заданий обеспечили сформированность важных качественных показателей, являющихся критериями эффективного развития пространственного мышления (динамичность, подвижность, обратимость операций, полнота и широта образа).

6. Рост подструктур пространственного мышления ЭГ учащихся и переход их на третий - более высокий тип оперирования (в ЭГ он выше, чем КГ на 25,8 %), а так же качество их графических знаний и умений (у учащихся ЭГ этот показатель при проведении итоговой годовой контрольной работы составил 4,7 балла, в КГ он равен 3,8 балла); отсроченный сравнительный эксперимент, проведенный в 9-ом классе выявил высокую способность ЭГ к решению творческих задач, что выразилось в показателе качества знаний (количество школьников в ЭГ, справившихся с работой на отметки «хорошо» и «отлично» на 30% больше, чем в КГ); результаты выполнения учащимися ЭГ задания, требующего достаточно высоко развитого пространственного мышления (по теме «Разрезы и сечения» - Эскиз детали с выполнением необходимых разрезов) обнаружили более высокие результаты по сравнению с КГ. Показатель качества знаний у учащихся экспериментальной группы выше, чем в КГ на 23 %, что основательно убедило нас в эффективности разработанных нами задач и доказало эффективность избранной нами методической системы развития подструктур пространственного мышления на уроках черчения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование подтвердило важность и необходимость решения проблемы формирования пространственного мышления школьников, являющегося главным составляющим компонентом интеллектуального развития личности. Хорошо развитое пространственное мышление способствует не только адаптации подрастающего поколения к условиям современности, но и предопределяет их способность к преобразовательной, творческой деятельности, даёт возможность установить направленность в выборе профессии. Умение ориентироваться в информации, представленной современными средствами визуальной коммуникации, способность получать из неё новые знания, является необходимым условием развития личности, что требует высоко развитого пространственного мышления.

Формированию пространственного мышления школьников способствует решение поставленных задач: изучить генезис развития пространственного мышления и его подструктур; проанализировать практическую работу учителей черчения отдел ьных школ в направлении формирования пространственного мышления школьников на уроках черчения и исследовать наличный уровень развития пространственного мышления у школьников после первого года обучения черчению, занимающихся по традиционной методике; предложить и экспериментально проверить методическую систему развития пространственного мышления, направленную на активное развитие его основных подструктур; разработать и апробировать модель формирования пространственн ого мышления, обоснованную закономерными психологически обусловленными этапами развития его подструктур в онтогенезе; предложить и апробировать систему диагностических задач, выявляющих дисгармонию в развитии подструктур пространственного мышления школьников и систему упражнений и задач, корректирующих, наполняющих и развивающих слабо сформированные подструктуры пространственного мышления школьников, составленных на базе разнотипной информационно-образной основы.

Задачи потребовали определения и конструирования не только теоретической модели, раскрывающей необходимость учёта при его формировании психических процессов, обеспечивающих деятельность представливания, структурных компонентов пространственного мышления (подструктур), составляющих и определяющих общий уровень его развития, но и закономерные, последовательные этапы их формирования в онтогенезе, которые соответствуют фазам становления зрительного образа. Эта модель представила теоретическую часть исследования. Проблему практической её реализации решила методическая система, направленная на гармоничное формирование подструктур пространственного мышления школьников, сопровождающаяся постоянным отслеживанием уровней пространственного мышления, осуществляемом за счёт комплекса диагностических задач, и своевременном корректировании каждой отдельной подструктуры посредством разработанной системы заданий и упражнений, развивающих пространственное мышление.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Щербакова, Вера Юрьевна, Курск

1. Ананьев Б.Г. Пространственное различение. JL: Изд-во Ленингр. ин-та, 1955.-188 с.

2. Ананьев Б.Г. Психология умственного познания. М., 1960. - 487 с.

3. Ананьев Б.Г., Ломов Б.Г. Об измерительной функции анализаторов // Проблемы восприятия пространства и пространственных представлений. М., 1961.-С. 34-42.

4. Ананьев Б.Г. Психология и проблемы человекознания. Воронеж: НПО МОДЕК, 1996.-384 с.

5. Ананьев Б.Г. Психология чувственного познания. М.: АПН РСФСР, 1960. -486 с.

6. Ананьев Б.Г. Человек как предмет познания. Л.: Ленингр. ун-т, 1968. -339 с.

7. Ананьев Б.Г., Рыбалко Е.Ф. Особенности восприятия пространства у детей. Воронеж: НПО МОДЕК, 1996. - 384 с.

8. Анисимов Н.Н. Экспериментальное исследование формирования пространственных представлений школьников средствами технического рисования: Автореф. дис. .канд. пед. наук. -М., 1969. -24 с.

9. Анисимова Л.Н. Развитие творческих способностей студентов художественно-графических факультетов при решении задач по начертательной геометрии: Дисканд. пед. наук. — М., 1986. 285 с.

10. Арнхейм Р. Искусство и визуальное восприятие. М., 1974. — 392 с.

11. Атемасов А.В. Психофизиологический анализ ранних этапов развития процесса вычленения из объектов их отдельных свойств: Дис. .канд. психол. наук. М., 1987.- 174 с.

12. Ахмедова Х.Б. Возрастные особенности продуктивного воображения у подростков: Дис. .канд. психол. наук. -М.: Ml 11 У, 1995. 164 с.

13. Барабанщикова В.А. Динамика зрительного восприятия. М., 1990. — 240 с.

14. Басов М.Я. Избранные психологические произведения. М.: Педагогика, 1995.-432 с.15.18