Для перевірки висунутої гіпотези і розв’язання поставлених завдань ми скористалися теоретичними та емпіричними методами.
Теоретичні методи: аналіз, зіставлення, узагальнення даних із проблеми дослідження на основі вивчення педагогічної, психологічної і методичної літератури, чинних навчальних програм та підручників для початкової школи; моделювання (конструювання типів пізнавальних завдань).
Емпіричні методи: спостереження за навчальним процесом із метою вивчення засобів формування уміння застосовувати знання в новій навчальній ситуації в досвіді вчителів початкової школи; анкетування; бесіди з учителями й учнями; педагогічний експеримент (констатувальний і формувальний), який проводився протягом 2006-2008 н. рр.; вивчення результатів діяльності учнів.
Наше дослідження проводилось у три етапи.
На першому етапі (2006-2007 н. р) було здійснено теоретичний аналіз проблеми формування у молодших школярів уміння застосовувати знання в новій навчальній ситуації і проведено констатувальний експеримент, метою якого було: вивчення стану досліджуваної проблеми, що передбачало виявлення в масовому досвіді педагогічних засобів для формування уміння застосовувати знання в новій навчальній ситуації і ставлення вчителів початкової школи до досліджуваної проблеми.
На основі результатів констатувального експерименту і аналізу змісту навчального матеріалу з природознавства для 3-4 класів, ми розробили комплекс пізнавальних завдань з метою формування у молодших школярів уміння застосовувати знання в новій навчальній ситуації.
На другому етапі дослідження (2007-2008 н. р) здійснено включення в навчальний процес експериментального комплексу пізнавальних завдань, в ході виконання яких передбачалось оволодіння учнями експериментальних класів необхідними пошуковими уміннями, що входять у структуру узагальненого уміння застосовувати знання в новій навчальній ситуації.
На третьому етапі (кінець 2007-2008 н. р) з метою визначення впливу експериментальної методики на оволодіння молодшими школярами умінням застосовувати знання в новій навчальній ситуації в експериментальних і контрольних класах було проведено підсумковий зріз із наступним аналізом результатів формувального експерименту; оформлені результати дослідження та сформульовані висновки.
Проаналізувавши наукову літературу, можна зазначати, що питання про методологію формування в учнів уміння застосовувати природничі знання у нових навчальних ситуаціях, про їх зміст та розвиток, про методи та методичні прийоми застосування цих знань у школярів були предметом досліджень у теорії навчання на різних етапах розвитку. Вивчення історії їх становлення дає змогу використовувати цінні науково-практичні досягнення минулих років для розв’язання навчально-виховних завдань у сучасній школі, у розробці ефективної методики їх формування, у науково-методичних дослідженнях.
Історичні аспекти проблеми формування у молодших школярів уміння застосовувати природничі знання у нових навчальних ситуаціях пов’язані з удосконаленням та реорганізацією початкового навчання, дають можливість виявити традиції та поетапність розвитку вчення про процеси застосування учнями природничих знань. Аналізуючи етапи поступового проникнення наукової думки у сутність досліджуваної проблеми, можна визначити вихідні теоретичні положення нашого дослідження, і це сприяє розкриттю дидактичних основ технології формування уміння застосовувати природничі знання, розробці системи пізнавальних завдань, а також умов та способів її використання у навчальному процесі для формування у молодших школярів уміння застосовувати природничі знання у нових навчальних ситуаціях.
Здатність і уміння школярів користуватись засвоєними раніше знаннями у нових навчальних ситуаціях відбувалося у кілька етапів. Тому в педагогічній і психологічній науках проблема застосування учнями знань не є новою. Вчені завжди приділяли цьому питанню значну увагу, оскільки формування гармонійно розвиненої особистості неможливе без оволодіння уміннями застосовувати раніше набуті знання.
Вихідні теоретичні положення цієї проблеми можна знайти у працях класиків педагогіки Я.А. Коменського [50], Й. - Г. Песталоцці [87], А. Дістервега [23]. Вони висловили ідеї про творче застосування учнями знань, розглянули шляхи формування уміння застосовувати знання у навчально-пізнавальній діяльності та частково розкрили роль цього уміння.
Я.А. Коменський [50] вважав, що практичне застосування учнями вивченого, і притому виключно тільки їх новими власними способами є необхідною складовою частиною процесу засвоєння знань. Він писав, що "у всіх діях і вправах у школі слід прагнути, щоб юні кандидати в життя навчились усе, що їм зустрінеться в житті:
1) знати,
2) уміти,
3) висловлювати,
4) застосовувати" [50, с.243]. Також Я.А. Коменський вказував деякі конкретні шляхи навчання школярів застосовувати знання, наприклад: показувати дітям, як і де знаходить застосування те, чого їх навчають. На думку вченого, таким шляхом формується потреба в діях, заснованих на знаннях.
Проти навчання, що озброює учнів знаннями, але одночасно не формує в них уміння діяти на основі цих знань, виступав Й. - Г. Песталоцці. Він підкреслював, що знання повинно супроводжуватись умінням діяти, а "словесні знання без здатності використовувати їх на ділі, без умінь застосовувати їх у житті суперечать самій сутності людини" [87, с.75].
Та сама думка про формування у дітей уміння застосовувати знання на практиці знайшла своє відображення в працях А. Дістервега, який вважав, що навчання полягає не в кількості знань, а в повному розумінні і майстерному використанні всього того, що знаєш, у життєвій практиці. "Сумне явище, - писав А. Дістервег, - коли голова учня наповнена знаннями, але він не навчився їх застосовувати, тому про нього ми змушені сказати, що хоча він дещо знає, проте нічого не вміє" [23, с.165].
Академік В.Ф. Зуєв, який був автором першого шкільного підручника з природознавства, виданого у 1786 році, у передмові до підручника [32], призначеній для вчителів, він наголошував, що природознавство повинне давати учням лише ті знання, які вони зможуть застосувати в житті. Вирішуючи практичні питання викладання предмета, В.Ф. Зуєв уперше торкнувся таких важливих теоретичних проблем у вивченні природознавства, як послідовність та система змісту навчального предмета, доступність його викладення, активне, осмислене й міцне засвоєння знань учнями, а також зв’язок шкільного природознавства з практичною діяльністю людей.
На початку ХІХ століття, зазначає Ф.С. Кисельов [47], природничі знання подавались школярам без методичного опрацювання матеріалу відповідно до вікових особливостей учнів. Основна увага у навчанні приділялась систематиці та опису зовнішніх ознак тіл та явищ природи. Як зауважують В.М. Пакулова і В.І. Кузнєцова [84], описово-систематичний напрям у навчанні характеризувався тим, що підручники були наповнені великою кількістю морфологічних і систематичних назв, поданих декількома мовами; у школах були відсутні будь-які засоби наочності; учні могли засвоювати зміст предметів лише шляхом запам’ятовування; а вимоги вчителів якнайточніше запам’ятати зміст підручників викликали в учнів небажання вчитись.
В.М. Федорова [124] зауважує, що у ХІХ столітті упорядники навчальних програм намагались подати учням молодших класів якнайбільше природничих знань, але часто не враховували вікових особливостей учнів 6-10-річного віку, користь знань, умінь і навичок, що формуються. Тому підручники містили матеріали, складні для розуміння, недоступні, а отже, недосконалі. Ці недоліки враховувались методистами, які розробляли спеціальні посібники для вчителів та підручники для учнів.
На розвиток методичної спрямованості формування уміння застосовувати природничі знання у ХІХ столітті великий вплив мав розвиток прогресивної дидактики та праці педагогів того часу - В.І. Водовозова, О.Я. Герда, Д.Д. Семенова, Д.І. Тихомирова, К.Д. Ушинського. Вони вважали, що учням слід давати правильні наукові знання про природу, які відзначаються ясністю, систематичністю й послідовністю, а також підкреслювали, що учні повинні навчитися їх застосовувати у житті.
Одним із найважливіших завдань навчання в школі, на думку К.Д. Ушинського, є формування в учнів осмислених знань і уміння "розпоряджатися знаннями", тобто застосовувати їх. Він вказував, що одним із шляхів формування цього уміння є поєднання у процесі навчання повідомлення теоретичних знань із самостійною практичною діяльністю школярів під керівництвом учителя. Лише в такому випадку, зазначав учений, навчання буде збагачувати людину знаннями і в той же час привчати її користуватися цими багатствами.
О.Я. Герд [15] вважав, що сформувати в учнів міцні знання про тіла та явища природи можна за умови, якщо діти під керівництвом учителя навчились порівнювати, описувати, обговорювати те, що спостерігається, робити висновки, узагальнення і в міру можливостей перевіряти це простими, доступними для учнів дослідами. На думку вченого, інтерес учнів до науки про природу підвищується за умови активного оволодіння природничими знаннями, а самі знання будуть міцними. Усі знання, набуті людством шляхом спостережень, порівнянь і дослідів, за допомогою висновків та узагальнень, що поступово розширюються. Тільки таким шляхом, а ніяк не читанням статей підручника, можуть бути передані ці знання дітям.