Инновационные педагогические технологии в образовательном процессе

УДК 378.147.001.76
А.Т. Проказа, А.С. Меняйленко

Образовательные системы являются чрезвычайно сложными. Они обладают множеством явных и скрытых свойств, которые закономерно, а порой “неожиданно” проявляются в образовательном процессе. Образовательные системы, которые создаются и функционируют на научной основе, называются педагогическими. Особенности этих систем изложены нами ранее [1].

Творческое и продуктивное развитие педагогической науки возможно только на основе оптимального сочетания новых информационных технологий обучения и “законов сохранения” в педагогике [2].

Мы обосновываем свою профессиональную позицию, которая заключается в том, что современная цивилизация не должна исключать в образовательном процессе поэтическое видение мира и эстетические ценности [3].

Наука безличностна в том смысле, что результаты научных исследований становятся общим достоянием и общечеловеческими ценностями. Однако процесс научного познания, научные поиски всегда личностно “окрашены”, а потому представляют собой триаду — сплав разума, воли и чувств.

Образовательный процесс, как процесс учебно-познавательный, является педагогическим эквивалентом научно-познавательного процесса, хотя цели науки и образования, безусловно, разные.

Главная цель науки — добывать новые знания.

Главная цель образования — формирование личности с положительными качествами с точки зрения общечеловеческих ценностей.

Одним из самых важных положительных качеств личности является наличие у нее необходимой системы знаний. Действенность знаний, т. е. их технологичность, предопределяется наличием понимания в структуре знания. Руководить и управлять процессом обучения, не уяснив сущности понимания, практически невозможно.

Процесс построения понимания не всегда происходит при первоначальном обращении к содержанию учебного материала. Необходимо различать процесс построения понимания с собственно пониманием, являющимся положительным результатом этого процесса. Достижение состояния понимания возможно лишь с помощью определенных логических операций (анализ, синтез, анализ через синтез, абстрагирование, конкретизация и др.) и логических форм (понятие, суждение, умозаключение). Однако бывает и так, что для достижения состояния понимания одной мыслительной деятельности недостаточно. Необходимо “включать” в процесс построения понимания представление, воображение и всю образно-художественную сферу личности с ее эмоциями и чувствами.

Своеобразие понимания каждой личности зависит от сложившейся ранее системы знаний и представлений, от познавательных интересов и других особенностей познающего субъекта.

Знания должны обладать определенными качествами: полнотой и глубиной, оперативностью и гибкостью, конкретностью и обобщенностью, свернутостью и развернутостью, осознанностью и прочностью, аспектностью и системностью. Обеспечить такие качества знаний на основе традиционных педагогических технологий не представляется возможным. Вместе с тем обеспечить эти качества знаний, игнорируя классические педагогические технологии, также невозможно. Следовательно, речь должна идти об оптимальном сочетании инновационных (прежде всего компьютерных) и традиционных (классических) педагогических технологий.

Понимание характеризуется постоянным изменением самого познающего субъекта, включением его в обновленную или новую систему связей и отношений. Нелинейность образовательного процесса увеличивает степень его сложности.

Об уровне понимания можно судить по результативности и правильности ответов на конкретные вопросы в структуре решения задачи или выполнения задания.

Можно выделить определенные уровни понимания, а именно: описательный, сравнительный, объяснительный, обобщающий, оценивающий, проблемный. Нарушение последовательности формирования уровней понимания осложняет образовательный процесс и делает его менее результативным в отношении качества.

Уровни понимания сочетаются с определенными формами. По форме понимание может быть опознавательным, соотнесенным, субъективно-творческим. Все три формы понимания могут проявляться в самых различных комбинациях. Важно чтобы задания, требующие субъективно-творческого понимания, были в достаточной мере представлены в образовательном процессе.

Процесс построения понимания разных уровней и соответствующих форм сочетается с активным, самостоятельным, творческим мышлением. При этом активное мышление может и не быть самостоятельным, а самостоятельное — не всегда творческое. А вот творческое мышление всегда реализуется и как активное, и как самостоятельное.

На основе понимания, как результата учебно-познавательной деятельности, при оптимальной технологии обучения могут формироваться интеллектуальные умения и навыки. Очень важно, чтобы студент (учащийся) не только знал структуру деятельности, но и осознавал ее, т. е. должна иметь место рефлексия.

Обеспечить необходимые качества знаний, необходимые уровни понимания, задействовать продуктивные мыслительные процессы, включить воображение студента (учащегося) в образовательном процессе можно при наличии оптимально разработанных теоретических моделей процесса обучения. При этом педагогические семиотические системы как средство обучения становятся значительно более эффективными в сочетании с компьютерными технологиями обучения.

Рассмотрим один из многочисленных убедительных примеров использования инновационных педагогических технологий на компьютерной основе.

Известно, что “гравитационные эффекты” в процессе изучения физики подробно не рассматриваются, так как они относятся к общей теории относительности (ОТО), а она из-за своей сложности подробно не изучается. Мы же считаем, что необходимого уровня понимания основных положений ОТО можно достичь с помощью оптимальной технологии обучения.

• В основе ОТО лежит знаменитый принцип эквивалентности гравитационных и инерционных полей, который следует из равенства (с точностью до 10’12) инертной и гравитационной масс.
• Согласно принципу эквивалентности мы можем использованием ускоренно движущейся системы отсчета (чисто кинематически!) “уничтожить” гравитацию в определенной области пространства (локально!), а это значит, что между гравитацией и кинематикой существует тесная связь. Кинематика — это геометрия, к которой добавлена еще одна переменная, связанная со временем. В связи с этим А.Эйнштейн трактует гравитацию как геометрию пространственно-временного континуума, введенного Г. Минковским.
• Мысленный опыт А. Эйнштейна с часами на вращающемся диске был реализован на основе эффекта Мессбауэра. Практически удалось обнаружить, что “ядерные часы”, помещенные на краю быстро вращающегося диска, замедляют свой ход. На основе принципа эквивалентности делаем вывод о том, что и в сильном гравитационном поле часы идут медленнее, т. е. “время замедляется”.
• Вследствие замедления времени в поле тяготения частота колебательных процессов, происходящих вблизи массивных тел, уменьшается. Действительно, оказалось, что спектральные линии излучения, испускаемые, например, атомом водорода на Солнце, несколько смещены в сторону более низких частот по сравнению со спектром атома водорода на Земле. Это так называемое гравитационное красное смещение (ГКС).
• ГКС было обнаружено вблизи поверхности Земли в лабораторных условиях. Американские ученые Р. Паунд и П. Ребка продемонстрировали ГКС всего на расстоянии 20 м.! На этой высоте помещался источник квантов — возбужденное ядро атома железа. В качестве детектора использовались невозбужденные ядра на поверхности Земли. Если бы из-за усиления гравитационного поля частота кванта не уменьшилась, он в соответствии с эффектом Мессбауэра поглотился бы невозбужденным ядром на поверхности Земли. Однако ничтожное изменение частоты (Δν= 10^-15 герц) за счет незначительного усиления гравитационного поля оказалось достаточным (!), чтобы ядра железа в детекторе не поглощали “испорченные” гравитационным полем кванты от источника.

• Тогда Р. Паунд и П. Ребка додумались “исправить” частоту с помощью эффекта Доплера (зависимость изменения частоты от скорости). Детектор приводился во вращение таким образом, чтобы ядра железа в нем двигались навстречу квантам от источника. При определенной скорости вращения смещение из-за эффекта Доплера становилось равным гравитационному смещению. В этом случае ядра железа детектора поглощали кванты излучения от источника (!).
• Изменение частоты излучения в гравитационных полях корректней называть красно-фиолетовым смещением, так как если источник и детектор поменять местами, то смещение будет в сторону фиолетового. В опытах Р. Паунда и П. Ребки наблюдалось такое смещение!

На рис. 1 изображена схема опыта Р. Паунда и П. Ребки.

Рис. 1. Опыт Р. Паунда и П. Ребки, где 1 — источник квантов (возбужденные ядра атомов железа); 2 — массивный кристалл, чтобы “свести к нулю” отдачу при излучении кванта; 3 — невозбужденные ядра атомов железа детектора, движущиеся навстречу квантам с определенной (!) скоростью; 4 — вращающийся диск детектора.

• Кривизну гравитационного пространственно-временного континуума (ГПВК) можно проиллюстрировать на экране монитора (рис. 2).

Рис. 2. Схема кривизны гравитационного пространственно- временного континуума; Rгр — гравитационный радиус Солнца

Искривление “траектории” звездного луча света вблизи поверхности Солнца.

Гравитационный радиус Rгр Солнца больше его геометрического радиуса в 700 раз! — Гравитационное поле Солнца слабое! Кривизна ГПВК вблизи Солнца незначительная.

• Если бы массу Солнца удалось “упаковать” в сферу радиусом 3 км (реально радиус около миллиона км), тогда гравитационный радиус (радиус искривленности ПВК) был бы равен геометрическому, т. е. Rгр = Rгеом = 3 км (!). В этом случае плотность солнечного вещества была бы соизмеримой с плотностью вещества атомных ядер!
• Искривленность ГПВК в околосолнечном пространстве незначительна. Планеты солнечной системы изменяют структуру ГПВК, но эти изменения очень малы. Отсюда свойства симметрии пространства и времени в классической физике! Вот почему Ньютоновский закон всемирного тяготения безотказно “работает” в солнечной системе!

Литература

1. Проказа О.Т. Системний підхід до побудови теорії цілісного педагогічного процесу // Директор школи, ліцею, гімназії. — 2007. — № 4. — С. 26-30.
2. Проказа А.Т., Меняйленко A.C. Новые информационные технологии обучения и “законы сохранения” в педагогике // Нові педагогічні технології в контексті сучасних концепцій змісту освіти: Збірник статей за матеріалами Всеукраїнської науково- методичної конференції. — Луганськ: ЛДПУ, 1998. — С. 214-218.
3. Проказа А.Т., Меняйленко A.C. Красивая истина и истинная красота как ценностные приоритеты образования в XXI века И Ціннісні пріоритети освіти у XXI столітті: Матеріали Міжнародної науково-практичної конференції. Ч. 1. — Луганськ: Альма-матер, 2003.-С. 102-106.
4. Берман П. Загадка гравитации // Пер. с англ. В.А.Уварова. — М.: Наука, 1969.