Одной из самых сложных проблем теории и практике обучения младших школьников является проблема образования и развития научных понятий. В настоящее время существуют два подхода к данной проблеме. Первый базируется на эмпирической теории познания и предполагает необходимость «живого созерцания». Этот подход освещен в работах К. Д. Ушинского, К. П. Ягодовского, М. Н. Скаткина, Н. А. Рыкова, С. А. Павловича, В. А. Сухомлинского и др.
Второй подход разработан в технологии развивающего обучения Д. Б. Эльконина-В. В. Давыдова. Он провозглашает повышение роли теоретических знаний, которые выходят за пределы чувственных представлений, опираются на мысленные преобразования абстракций, отражают внутренние отношения и связи.
Огромную роль в разработке классической теории формирования естественно-научных понятий у младших школьников сыграли работы К. П. Ягодовского. В 1929 г. в книге «Исследовательский метод в обучении» педагог поставил вопрос об элементах и структуре знаний. Он подчеркнул важность чувственного восприятия при знакомстве с предметами и явлениями природы. В работе «Вопросы общей методики естествознания» (1951) К. П. Ягодовский рассмотрел этапы образования элементарных понятий: восприятие природных объектов с помощью органов чувств, формирование на этой основе представлений. Огромное значение Ягодовский придавал развитию умений находить существенные признаки предметов или явлений и обобщать для того, чтобы постепенно перейти к понятию.
К. П. Ягодовский предложил пути и средства формирования понятий, которые актуальны до настоящего времени.
Существенный вклад в разработку теории развития природоведческих понятий внес и П. А. Завитаев. Предложенная им методика проведения практических работ, наблюдений, экскурсий помогла создать конкретно-образную основу для образования понятий.
Глубокая разработка проблемы развития биологических понятий была сделана коллективом ленинградских методистов под руководством Н. М. Верзилина.
Основой для формирования понятий является мыслительная деятельность. Учителю в процессе формирования и развития понятий необходимо знать природу мышления, операций и формы мышления, этапы развития, а также особенности протекания мыслительных процессов у младших школьников. Понятия составляют значительную часть тех знаний, которыми пользуется каждый человек. Развитие понятия состоит в изменении его объема и содержания, в расширении и углублении сферы применения данного понятия.
Понятие – это обобщенные знания о целой группе явлений, предметов, качеств, объединенных по общности их существенных признаков.
Основными характеристиками понятия как логической категории являются следующие:
- содержание понятия;
- объем понятия;
- связи и отношения данного понятия с другими понятиями.
Под содержанием понятия понимают совокупность существенных свойств класса предметов или явлений, отражаемых в сознании с помощью данного понятия. Существенные свойства являются общими для всех объектов данного класса. Например, существенный признак класса птиц – это перья, покрывающие тело.
По содержанию понятия делятся на простые и сложные. Простые понятия включают в себя один элемент знаний о предмете или явлении. Например, простое понятие «линия горизонта» определяется как «воображаемая линия, где небо как бы сходится с поверхностью земли». Сложное понятие «горизонт» характеризуется не только как «видимое вокруг наблюдателя пространство», но и включает знания о сторонах горизонта.
Кроме этого, по содержанию объектов изучения естественно-научные понятия могут быть биологическими, географическими, геологическими, экологическими и т. д.
Под объемом понятия понимают количество объектов, охватываемым данным понятием (или отражаемым в сознании с помощью данного понятия). По объему понятия подразделяются на единичные, общие, категории.
Единичными называют понятия, объем которых равен единице (например, река Ока); общими, если объем больше единицы (например, реки Калужской области). К категориям относят понятия широкой степени общности (движение, развитие, время и др.).
Отношения между понятиями – это отношения подчинения. Невозможно дать ни одного определения, не подчинив видовое понятие родовому.
По характеру отношений понятия делят на сравнимые и несравнимые; совместимые и несовместимые.
Процесс образования понятий у ребенка изучали многие психологи (Н. А. Менчинская, Д. Н. Богоявленский, З. И. Калмыкова и др.).
Несмотря на различие предлагаемых учеными путей, учитель должен знать, что при формировании понятия необходимы:
1) Наблюдение и подбор фактов, демонстрирующих формируемое понятие.
2) Анализ каждого нового явления (предмета, факта) и выделение в нем существенных признаков, повторяющихся во всех других предметах, отнесенных к определенной категории.
3) Абстрагирование от всех несущественных, второстепенных признаков, для чего используются предметы с варьирующимися несущественными признаками и с сохранением существенных.
4) Включение новых предметов в известные группы, обозначенные новыми словами.
А. В. Усова в книге «Психолого-дидактические основы формирования у учащихся научных понятий» приводит путь формирования понятий, состоящий из 14 этапов:
1. Чувственно-конкретное восприятие.
2. Выявление общих существенных свойств класса наблюдаемых объектов.
3. Абстрагирование (отделение существенного от несущественного).
4. Определение понятия.
5. Уточнение и закрепление в памяти существенных признаков понятия.
6. Установление данного понятия с другими понятиями.
7. Применение понятия в решении элементарных задач учебного характера.
8. Классификация понятий.
9. Применение понятия в решении задач творческого характера.
10. Обогащение понятия – выявление новых существенных свойств объектов, отражаемых в сознании с помощью данного понятия.
11. Вторичное, более полное определение понятия.
12. Опора на данное понятие при усвоении нового понятия.
13. Новое обогащенное понятие.
14. Установление новых связей и отношений.
Далее автор выделяет условия формирования понятий. К ним можно отнести:
1) Знание учителем содержания понятий, основных этапов развития формируемого понятия.
2) Учитель должен правильно выбрать способы формирования понятий, методов и приемов, которые обеспечивают быстрейшее выделение существенных признаков понятия, его существенных связей и отношений с другими понятиями.
3) Организацию активной познавательной деятельности на всех этапах формирования понятия.
4) Обеспечение правильного сочетания наглядно-образного, словесно-теоретического и действенно-практического компонентов мышления учащихся.
Это достигается правильным использованием наглядной опоры при формировании понятия, организацией мыслительных операций, а после этого – организация системы упражнений, направленной на выработку у учащихся умения оперировать понятиями в решении учебных задач и в познании нового.
5) Реализацию межпредметных связей при формировании понятия.
П. Я. Гальперин и Н. Ф. Талызина, исходя из развиваемой ими теории поэтапного формирования умственных действий, предлагают следующую последовательность формирования понятий:
А) практическое оперирование (материализованные действия) с объектами (или их знаковыми моделями);
Б) определение громкой речи (внешнее проговаривание);
В) внутреннее проговаривание (умственное оперирование понятием).
Шардаков М. Ф, рекомендовал осуществлять формирование понятий по следующим этапам:
1. Организация наблюдений единичных предметов или явлений.
2. Обогащение наблюдений.
3. Выделение общих и существенных признаков изучаемых предметов или явлений.
4. Уточнение.
5. Определение понятий.
6. Упражнения по практическому применению понятий и проверка их усвоения.
7. Расширение и углубление понятий.
Образовавшееся понятие не остается неизменным, оно постоянно развивается, т. е. закономерно переходит из одного качественного состояния в другое, более совершенное. Этот процесс должен проходить под руководством учителя.
Можно выделить следующие уровни развития понятий:
1) Эмпирический (фактологический). Связан с изучением единичного и особенного, накоплением ф актов. Носит, в основном, репродуктивный характер. На этом уровне овладения понятием учащиеся без труда справляются с заданиями: «Выбери…», «Подпиши…», «Нарисуй…».
2) Операционно-доказательный. Предполагает самостоятельное применение нужных фактов для доказательств, подкрепление примерами своего рассказа. На этом уровне учащиеся уже способны устанавливать простейшие причинно-следственные связи, справляются с заданиями, требующими приведения примеров.
3) Теоретический (понятийный). Учащиеся оперируют понятиями, учатся конкретизировать их, для этого используют уже новые факты в новых ситуациях.
4) Творческий. Это наиболее высокий уровень овладения понятием. Он предполагает разработку новых учебных опытов, создание самодельных приборов для постановки экспериментов. (по А. В. Усовой).
В начальной школе дети овладевают первоначальными представлениями и понятиями. Их дальнейшее развитие происходит в процессе изучения курсов биологии, географии, химии, физики и т. д.
Существенным условием развития понятия должно быть его включение в систему уже имеющихся знаний. Содержание системы начальных естественно-научных знаний впервые было определено и обосновано А. Я. Гердом.
Мысли А. Я. Герда актуальны и для современной начальной школы. Структура предложенной им системы отражена в обязательном минимуме содержания образовательной области «Естествознание». Наиболее общим в этой системе является понятие «природа», которая делится на неживую и живую. Главными признаками живого организма являются питание, дыхание, раздражимость, движение, размножение, выделение, рост. Схема 1 отражает общие природоведческие понятия, которые получают свое развитие в начальной школе.
Схема 1. Общие природоведческие понятия
В начальной школе начинают формироваться первоначальные представления о природных закономерностях. Например, о причинах смены дня и ночи и времен года. Их усвоение возможно только при опоре на средства обучения: глобус, теллурий, географическую карту.
Существует два способа формирования понятий на уроках окружающего мира:
1. Индуктивный.
2. Дедуктивный.
Индуктивные и дедуктивные методы обучения характеризуют исключительно важную особенность методов — способность раскрывать логику движения содержания учебного материала. Применение индуктивных или дедуктивных методов означает выбор определенной логики раскрытия содержания изучаемой темы — от частного к общему или от общего к частному.
Индуктивный путь формирования понятий включает определенную последовательность деятельности:
1. организация наблюдений единичного предмета/явления с выделением признаков.
2. обогащение наблюдений.
3. выделение существенных признаков изучаемых предметов.
4. уточнение (организация сопоставлений, сравнений)
5. определение понятий (синтез или обощение).
6. упражнение по практике применения понятий и проверке их усвоения.
7. расширений и углубление понятия (все 4 года).
Такой путь изучения учитель организует в 1,2 классах, что дает ему возможность не только решать познавательные цели урока, но и развивать наблюдательность и учить детей выполнять логические действия.
Индуктивное изучение темы особенно полезно в тех случаях, когда материал носит преимущественно фактический характер или связан с формированием понятий, смысл которых может стать ясным лишь в ходе индуктивных рассуждений. Слабость индуктивных методов обучения состоит в том, что они требуют большего времени на изучение нового материала, чем дедуктивные. Они в меньшей мере способствуют развитию абстрактного мышления, так как опираются на конкретные факты, опыты и другие данные.
Дедуктивный путь состоит из:
1. введение понятия в готовом виде (2-3 определения).
2. выделение существенных признаков из понятий.
3. выделение множества признаков.
4. определение понятия и сравнение его с введенными понятиями.
5. отработка понятия.
6. расширение понятия.
Такой путь рекомендуется применять в 3-4 классах.
Дедуктивный метод способствует более быстрому прохождению учебного материала, активнее развивает абстрактное мышление. Применение его особенно полезно при изучении теоретического материала, при решении задач, требующих выявления следствий из некоторых более общих положений.
В. В. Давыдовым и Д. Б. Элькониным доказана возможность дедуктивного построения обучения уже в начальной школе с применением более высоких, чем обычно, теоретических обобщений. Они ищут такую логику построения содержания учебного материала при формировании научных понятий, при которой ученики прежде всего обнаруживают генетически исходную всеобщую связь, определяющую целостную структуру всей совокупности подобных понятий.