Вивчення змісту матеріалу можна здійснювати різними методами, засобами і організаційними формами. Залежно від застосовуваної дидактичної технології можна одержати різний розвиваючий і виховний ефект. Так, систематично застосовуючи прогресивні методи активізації пізнавальної діяльності, що дозволяють включати студентів у процес творчого засвоєння знань, можна сприяти розвитку їх творчих здібностей. Навпаки, у випадку обмеження викладу матеріалу традиційними прийомами без створення проблемних ситуацій потенційні розвиваючі можливості занять використовуються не повною мірою [52].
Реалізація на практиці ідеї взаємозв'язку навчання з науковим пошуком породила своєрідну дидактичну систему, яку назвали проблемним навчанням, тому що основні її елементи — навчальна проблема і проблемна задача.
Аналіз показує, що проблемна побудова занять вимагає особливої організації, потребує особливого вибору методів і прийомів навчання, впливає на структуру та зміст навчального матеріалу.
Проблемне навчання — це дидактична система, заснована на закономірностях творчого засвоєння знань і способів діяльності, що включає сполучення прийомів і методів викладання і навчання, яким притаманні основні риси наукового пошуку.
Творче засвоєння знань і способів діяльності припускає:
- самостійне перенесення знань і вмінь у нову ситуацію;
- бачення нових проблем у знайомих стандартних умовах;
- бачення структури об'єкта, що підлягає вивченню;
- бачення нової функції знайомого об'єкта;
- уміння бачити альтернативу рішення, альтернативу підходу до його пошуку;
- уміння комбінувати раніше відомі способи рішення в новий спосіб;
- уміння створювати оригінальний спосіб рішення при відомих інших і т.д.
Творчість вимагає оригінальності, уміння відмовитися від стереотипів діяльності.
Будь-яка дидактична система має свою специфічну методику навчання, тобто проектування і відтворення на практиці науково обґрунто-ваних алгоритмів дій викладача і студентів, особливим чином скомпонова-ного змісту навчальної інформації, методів і засобів педагогічної взаємодії.
Методика проблемного навчання — це спеціально створена система специфічних прийомів і методів, що сприяють самостійному добуванню знань, їх застосовування в прийнятті рішень нових пізнавальних і практичних задач, а не одержання знань в готовому вигляді, вирішення задачі за зразком [49, 74].
Педагогам давно відомо також, що навчальний матеріал засвоюється краще і глибше, якщо студента зацікавити досліджуваною темою і протягом усього заняття підтримувати цей пізнавальний інтерес. Це головна ідея проблемного навчання. Розробка методики і широке впровадження проблемного навчання ще тільки здійснюється, тому проблемне навчання — відносно нове педагогічне явище.
Проблемність є невід'ємною рисою педагогічного процесу. Однак проблемним є не всяке заняття. Усе залежить від того, який обсяг методів і організаційних форм, властивих проблемному навчанню, використовується на занятті.
Структурними елементами проблемного навчання виступають наступні методичні прийоми:
- актуалізація вивченого матеріалу;
- створення проблемної ситуації;
- постановка навчальної проблеми;
- побудова проблемної задачі;
- розумовий пошук і вирішення проблеми (формулювання гіпотези чи декількох гіпотез, заснованих на припущеннях і уже відомих фактах; доказ гіпотез, аналіз можливих помилок, пророкування природних наслідків з кожної гіпотези, узагальнення);
- перевірка рішення проблеми і повторення.
"Проблемна ситуація", "навчальна проблема" і "проблемна вдача" — основні поняття цієї дидактичної технології.
Проблемна ситуація — усвідомлене суб'єктом утруднення, шляхи подолання якого вимагають пошуку нових знань, нових способів дій. Проблемна ситуація — джерело мислення. Але з цього не випливає, що всяке психологічне утруднення неодмінно спонукує мислення. Так, якщо у студента, який не вивчав електротехніку, запитати: "чи буде ротор асинхрон-ного двигуна з розімкнутим фазним ротором обертатися при підключенні об-мотки статора до мережі?" — процес мислення не виникне, тому що в суб'єкта немає для цього необхідних вихідних даних. Щоб проблемна ситуація стала джерелом мислення, вона повинна бути прийнята суб'єктом до рішення. А це можливо, якщо в суб'єкта є достатні вихідні знання, що відповідають предметному змісту ситуації.
Крім того, проблемна ситуація може виникнути:
- коли студенти зустрічаються з необхідністю використовувати раніше засвоєні знання в нових практичних умовах;
- коли є протиріччя між теоретично можливим шляхом вирішення проблеми і його практичною нездійсненністю;
- унаслідок протиріччя між практично доступним результатом і відсутністю знань для теоретичного обґрунтування;
- якщо студент не знає способу вирішення поставленої задачі, не може дати пояснення новому факту в навчальній і життєвій ситуації, тобто усвідомлює недостатність колишніх знань для такого пояснення. У цьому випадку проблемна ситуація переростає в навчальну проблему.
Навчальна проблема — це проблемна ситуація, прийнята суб'єктом до вирішення на основі наявних у нього засобів (знань, умінь, досвіду пошуку). Навчальна проблема зазвичай виражається у формі питання. Ознаки навчальної проблеми: наявність проблемної ситуації, визначена готовність суб'єкта до пошуку рішення, можливість неоднозначного рішення.
Проблемна задача – це навчальна проблема, розв'язувана за визначених умов чи параметрів. Прикладом проблемної задачі може бути таке завдання: "Визначіть чинники інтегрованого захисту зернових культур від хвороб та шкідників". (Зрозуміло, таке завдання буде проблемним, якщо відповідь ще невідома студентам).
Усяка навчальна проблема і проблемна задача є штучною дидактичною конструкцією, оскільки вони спеціально будуються з навчальною метою.
Постановка проблемної ситуації, створення умов для її переходу в навчальну проблему, конструювання проблемної задачі — це лише початковий момент у проблемному навчанні. Далі студенти під спрямовуючим впливом викладача повинні самостійно виконати наступні творчо-розумові операції:
- висунути можливі варіанти вирішення пізнавальної проблеми, висловити гіпотези;
- теоретично чи практично перевірити гіпотези;
- сформулювати пізнавальний висновок.
Проблемне навчання складається з двох взаємозалежних елементів: проблемного викладання і проблемного навчання.
Проблемне викладання — це діяльність викладача, яка забезпечує умови проблемного навчання студентів шляхом навмисного створення системи послідовних проблемних ситуацій.
Проблемне навчання — особлива структура творчої навчальної діяльності студентів щодо засвоєння знань і способів діяльності з наявністю аналізу проблемних ситуацій, формулювання проблем та їх вирішення за допомогою висування припущень, обґрунтування і доказів гіпотез.
У педагогічній практиці розрізняють три методи проблемного навчання, що характеризуються своїми системами дій викладача і студентів: проблемне викладення навчального матеріалу, частково-пошуковий і дослідницький метод.
Сутність проблемного викладення навчальної інформації полягає в тому, що, створивши проблемну ситуацію, викладач не просто повідомляє кінцеві висновки науки, а показує "ембріологію істини" (А.І. Герцен), тобто відтворює якоюсь мірою шлях до відкриття, розкриває внутрішні протиріччя, демонструє сам шлях наукового пошуку.
Методику взаємодії викладача і студентів при проблемному викладі представлено у табл.1[74].
1.Бінарний процес при проблемному викладі навчального матеріалу
| Дії викладача | Дії студентів |
| Актуалізація досліджуваного матеріалу | Відтворення раніше вивченого матеріалу |
| Постановка задачі | Сприйняття й усвідомлення мети |
| Створення проблемної ситуації, постановка навчальної проблеми | Усвідомлення проблеми |
| Демонстрація шляху наукового відкриття: - розкриття внутрішніх протиріч, що виникли при вирішенні проблеми, - міркування вголос, - висловлення гіпотез (пропозицій), - аналіз їх і обговорення | Слухання і сприйняття логічно стрункого викладу |
| Доказ істинності за допомогою досвіду, або розповіді про експеримент, проведений вченими | Відповіді на окремі питання викладача |
| Узагальнення, формулювання висновків | Співпереживання результатів експериментів |
| Передбачення деяких чергових кроків досліджень | |
| Спостереження | |
| Усвідомлення і запам'ятовування фактів, висновків |
Частково-пошуковий метод припускає, що студенти під керівництвом викладача частково здійснюють самостійне вирішення навчальних проблем (табл.2) [74].
2. Бінарний процес за частково-пошуковим методом
| Дії викладача | Дії студентів |
| Створює проблемні ситуації | Приймають проблемну ситуацію Усвідомлюють проблему |
| Планує кроки вирішення проблеми, формулює проблемну задачу | Приймають проблему і проблемну задачу |
| Підказує додаткові дані, обмежує число кроків пошуку | Висувають припущення, будують план перевірки. Вирішують задачу |
| Робить висновки | Беруть участь у висновках |
| Питання до студентів, видача завдання | Відповіді на питання, рішення завдання |
| Інструктаж | Запис домашнього завдання |