Необходимость обращения к интегрированному обучению вызвана рядом объективных причин, которые обнаружились в процессе работы в средней школе.
Одной из важнейших проблем, на наш взгляд, является заметное снижение интереса учащихся к предметам естественно-математического цикла, что во многом обусловлено объективной сложностью физики и математики. К тому же, вызывает неудовлетворённость недостаточная продуманность и разработанность действующих программ и учебников для общеобразовательных школ. Сама специфика физики и математики на их современном уровне побуждает к комплексному подходу в обучении школьников этим предметам, т. е. логика данных наук ведёт к их объединению, интеграции.
Введение в школьную программу информатики дало возможность снять многие возникающие в процессе обучения познавательные трудности, вызвать интерес у учащихся к физическим и математическим проблемам, показать возможность их решения новыми, нестандартными методами: алгоритмизацией решения сложных задач на компьютере, возможностью смоделировать и наглядно увидеть на экране дисплея физические и математические процессы и управлять этими процессами и т. д.
Помимо этого, комплексный подход к обучению естественно-математическим предметам на основе информатики позволяет решить и проблемы обучения самой информатике. Например, предлагаемые в учебниках информатики задачи зачастую не имеют реальной практической ценности, выглядят формальными и не вызывают интереса у школьников. Использование же компьютера по его прямому назначению (для решения практических задач, для выполнения громоздких, малоинтересных вычислений, для обработки большого объёма информации и др.) усиливает практическую направленность как физики, математики, так и информатики; отражает современные методы исследования в этих отраслях научного знания, способствует устойчивому интересу учащихся к изучаемым предметам.
Следующей проблемой, которая может быть решена в процессе интегрированного обучения, является несогласованность, разобщённость этапов формирования у учащихся общих понятий физики, математики, информатики; выработки у них обобщённых умений и навыков.
Практика показывает, что нередко одно и то же понятие в рамках каждого конкретного предмета определяется по-разному — такая многозначность научных терминов затрудняет восприятие учебного материала. Несогласованность предлагаемых программ приводит к тому, что одна и та же тема по разным предметам изучается в разное время. Эти противоречия легко снимаются в интегрированном обучении, которое решает также ещё одну проблему — экономии учебного времени.
Необходимо также отметить ещё один важный момент: интегрированное обучение призвано отразить интеграцию научного знания, объективно происходящую в обществе. Не освещать межнаучные связи или показывать их поверхностно было бы большим недостатком современной школы. Интегрированное обучение позволяет наиболее эффективно показать междисциплинарные связи и естественнонаучный метод исследования, используемый на стыке наук.
Целями интегрированного обучения являются следующие положения.
Поясним и конкретизируем наше понимание оптимальных условий для развития мышления учащихся в процессе обучения. Конечно, такие условия можно создать не только за счёт интегрированного обучения, но оно является, на наш взгляд, одним из важнейших способов формирования оптимальных условий для развития мышления.
К оптимальным условиям для развития мышления мы относим следующее.
Изучать предмет не ради предмета, а видеть значение рассматриваемых проблем (значение теоретическое, практическое, для расширения кругозора учащихся и т. п.).
В действующих для общеобразовательных школ учебниках по физике, математике, информатике, есть много абстрактных, формальных тренировочных упражнений для отработки техники вычисления, техники применения новых знаний, что является, безусловно, необходимым условием выработки вычислительных навыков. Но работа с подобными упражнениями, особенно на первых этапах изучения новой темы, часто кажется учащимся формальной, а порой ненужной. Разумеется, систематическая работа по данной теме приведёт в конечном счёте к положительным результатам по устранению формализма в восприятии выполняемой работы. Но если показать на основе интеграции в начале изучения новой темы практическое решение какой-либо проблемы, может быть даже достаточно сложной, и подчеркнуть, что дальнейшая деятельность по отработке вычислительных и каких-либо других практических навыков нужна будет для того, чтобы в будущем самостоятельно решать подобные сложные проблемы,— то этап проведения тренировочных упражнений не будет выглядеть оторванным от практических нужд. Кроме того, включение на этом этапе элементов интеграции всё более и более будет способствовать выделению практической значимости проводимой тренировочной работы.
Как показывает опыт работы, традиционные формы обучения, как правило, не дают одновременного глубокого формирования совокупности качеств, свойственных научному стилю мышления; в то время как интегрированное обучение позволяет добиться такого формирования.
Темы интегрированных уроков подбираются таким образом, что для их рассмотрения, реализации целей уроков необходимы быстрота ориентировки в новых условиях, умение видеть новое в известном, умение выходить за рамки привычного способа действий — это развивает гибкость мышления. Характерная черта интегрированных уроков — это поиск необычного способа решения поставленных проблем, что развивает оригинальность мышления.
При интеграции знаний очень важно выделять существенное, уметь видеть цель работы, подводить итоги решения рассматриваемой проблемы для того, чтобы после обобщения использовать полученные результаты в дальнейшем,— всё это развивает глубину, целенаправленность и широту мышления. Кроме того, в процессе такой работы у учащихся возрастает любознательность.
Рассмотрение достаточно сложных вопросов на интегрированных уроках, специфика интеграции, естественно, требуют постоянства усилий учащихся. Эти усилия направлены на достижение поставленных целей, изучение и применение различных подходов к их реализации, решение и исследование различных вариантов выхода из проблемных ситуаций в зависимости от изменяющихся условий — всё это развивает активность мышления.
Новизна, нестандартность тем, задач, упражнений интегрированных уроков вызывают строгую необходимость оценивать правильность полученных результатов, что развивает критичность мышления.
Достаточно большой объём информации, получаемый и обрабатываемый учащимися на интегрированных уроках, включение их оперативной и долговременной памяти, систематизация знаний, использование общих методов и приёмов решения задач развивают организованность памяти. Интегрированные уроки, как никакие другие, в большей степени ориентированы на организованность памяти, что даёт возможность соблюдать принцип экономии мышления.
Широкое объединение знаний из различных предметов было бы неестественным, если бы выдвигаемые на уроке тезисы были не обоснованы, не доказаны. Обучение учащихся на интегрированных уроках рассуждению, построению доказательства, логике обоснования средствами различных наук развивают доказательность мышления.
Специфика интегрированного урока состоит в том, что выбираемая для рассмотрения проблема должна быть пограничной относительно физики, математики, информатики, и её исследование должно быть многогранным, всесторонним, не дающим возможности упустить какой-либо её компонент, а также исследование должно показать значение этой проблемы. Такое всестороннее изучение проблемы возможно при условии комплексного применения естественнонаучного метода познания, который включает следующие элементы:
Интеграция в обучении предполагает прежде всего существенное развитие и углубление межпредметных связей, которые являются аналогом связей межнаучных, переход от согласования преподавания разных предметов к глубокому их взаимодействию.
Интеграция знаний из различных предметов осуществляется с помощью интегрированного урока. Система интегрированных уроков лежит в основе интегрированного обучения.
Интегрированный урок — это специально организованный урок, цель которого может быть достигнута лишь при объединении знаний из разных предметов, направленный на рассмотрение и решение какой-либо пограничной проблемы, позволяющий добиться целостного, синтезированного восприятия учащимися исследуемого вопроса, гармонично сочетающий в себе методы различных наук, имеющий практическую направленность.
Признаки интегрированного урока: 1) специально организованный урок, т. е., если он специально не организован, то его вообще может не быть или он распадается на отдельные уроки, не объединённые общей целью; 2) цель специфическая (объединённая); она может быть поставлена, например, для а) более глубокого проникновения в суть изучаемой темы; б) повышения интереса учащихся к предметам; в) целостного, синтезированного восприятия изучаемых по данной теме вопросов; г) экономии учебного времени и т. п.; 3) широкое использование знаний из разных дисциплин, т. е. углублённое осуществление межпредметных связей.
Поскольку в интегрированном обучении рассматриваются разнообразные междисциплинарные проблемы, расширяющие рамки действующих программ и учебников для общеобразовательных школ, но необходимые и уместные для развития учащихся, то следует подчеркнуть, что при таком подходе гармонично сочетаются разнообразные методы обучения (методы преподавания и изучения), используемые на стыке предметов: лекция и беседа, объяснение и управление самостоятельной работой учащихся, наблюдение и опыт, сравнение, анализ и синтез; большое место отводится методам обучения на компьютерных моделях и эвристическому.
Принципы интегрированного обучения призваны в полной мере работать на достижение главной цели интегрированного обучения — развитие мышления учащихся.
Целостное, синтезированное, систематизированное восприятие изучаемых по той или иной теме вопросов способствует развитию широты мышления. Постановка проблемы, исследуемой методами интеграции, развивает целенаправленность и активность мышления.
Более глубокое проникновение в суть изучаемой темы способствует развитию глубины мышления.
Обязательная реализация рассматриваемой проблемы в какой-то практической ситуации усиливает практическую направленность обучения, что развивает критичность мышления, способность сопоставлять теорию с практикой.
Новые подходы к известной ситуации, нестандартные способы решения проблемы, возможность выбора решения данной проблемы способствуют развитию гибкости мышления, развивают оригинальность мышления. Сопоставление решений развивает активность, критичность, организованность мышления. За счёт стремления осуществлять разумный выбор действий, отыскивать наиболее краткий путь достижения цели развивается целенаправленность, рациональность, экономия мышления.
Доказательность решения проблемы развивает доказательность мышления.
Опыт работы по предлагаемой системе позволяет сделать выводы о результатах и значении интегрированного обучения, которые сводятся к следующему.
На данном этапе работы интеграция является дидактическим условием процесса обучения на III ступени в средней школе № 4.
Практика работы показала плодотворность интеграции и выявила перспективы дальнейшего развития и совершенствования такого подхода к обучению. На данном этапе автор разрабатывает единую альтернативную программу обучения физике, математике, астрономии, информатике, при внедрении которой интеграция будет являться дидактическим принципом обучения. На этом, продвинутом, этапе интегрированного обучения главной целью будет формирование научного стиля мышления учащихся. Такое обучение возможно лишь при условии создания специализированного класса, набор учащихся в который должен проводиться на конкурсной основе.
Также представляется перспективным возможное объединение по ряду тем физики, математики, информатики, астрономии, химии, биологии, философии, психологии, что уже сейчас осуществляется автором на факультативных занятиях по его программе "Философские вопросы естествознания".
Совместно с кафедрой русского языка и стилистики Пермского государственного университета автор проводит исследование по интеграции русского языка и информатики с целью совершенствования программы по информатике для гуманитарных классов.
Внедрение программы интегрированного курса информатики и русского языка в гуманитарных классах было бы логичным с точки зрения целей обучения в этих классах.
Интеграция — необходимое условие современного учебного процесса, её возможная реализация в рамках какой-либо школы была бы переходом этой школы на новый качественный уровень образования.