Як і будь-якій сфері людської діяльності, навчанню притаманні певні елементи. Як відомо, суб'єктом процесу пізнання виступає педагог, об'єктом його діяльності – слухач (студент, курсант, учень), а кінцевим результатом є рівень оволодіння ними знань, умінь, навичок. Всі ці компоненти утворюють динамічну систему, в якій постійно відбувається процес змін особи, що навчається, і самовдосконалення педагога.

Інформаційні процеси, що лежать в основі навчання, – багатогранні. Однак принципова схема будь-якого інформаційного впливу включає в себе як обов'язкові елементи джерело інформації, її приймача і канал зв'язку між ними.

З філософської точки зору, процес пізнання інтерпретується як відображення об'єктивної дійсності в нашій свідомості, без відображення пізнання не існує [1].

Відображення людиною починається з відчуття, без якого неможливе формування в свідомості якихось образів, знань. Тому органи чуттів і створені на їх основі почуттєві методи пізнання являють собою канал, через який інформація від об'єкта пізнання прямує до свідомості. Почуттєве пізнання закінчується сприйняттям відображення об'єкта, тобто вводом його органами чуттів у свідомість людини [1].

Органи чуттів людини мають різну здатність до сприйняття та запам'ятовування інформації. В додатку 1 і 2 наведено їх порівняльні характеристики [12].

Застосування будь-яких засобів пізнання (приладів, обладнання, технічних засобів тощо) тільки розширює можливості наших органів чуттів. Наприклад, використання мікроскопа дозволяє бачити невидиме. Технічні засоби взагалі і навчання зокрема в пізнавальному процесі виконують роль знарядь праці вчителя і учня, вони служать продовженням органів чуттів.

З наведених діаграм очевидно, що основними каналами прийому інформації в навчальному процесі є зоровий та слуховий канали. Відповідно основними формами представлення інформації є вербальна та візуальна. Основа вербальної форми представлення інформації – мова, слово, з допомогою яких викладач кодує інформацію і передає її слухачу. Це одна з головних форм, оскільки мова служить основним засобом спілкування. Однак це не найпродуктивніша форма подачі навчального матеріалу. Абсолютно очевидно, що візуальна форма представлення інформації є набагато продуктивнішою, оскільки пропускна здатність зорового каналу сприйняття інформації є набагато вищою за пропускну здатність слухового каналу (приблизно в 7,5 разів). Це пояснюється тим, що з 4 млн. нервових закінчень (волокон), які передають інформацію в людському організмі, близько 2 млн. припадає на зір і лише 60 тис. – на слух [24].

Однак найбільш ефективне сприйняття інформації забезпечує оптимальне поєднання вербальної та візуальної форм її подачі. Це також особливо важливо з огляду на потребу періодично переключати увагу аудиторії для стимуляції процесу запам'ятовування навчального матеріалу. Адже уроки стомлюють слухачів, особливо молодшого шкільного віку, а психофізіологічні особливості людини не дозволяють їй концентрувати увагу більше 15-20 хвилин. Ігнорування цих обставин у результаті призводить до суттєвого пониження уваги і, як наслідок, зниження рівня сприйняття навчальної інформації, особливо в другій половині уроку. Досвідчені вчителі легко вловлюють ознаки послаблення уваги аудиторії і використовують різні методичні прийоми для переключення уваги: розповідають цікавий випадок, наводять приклади з практики тощо. Але найбільш ефективним є переключення уваги за допомогою технічних засобів навчання.

Вищенаведені показники сприйняття та запам'ятовування навчальної інформації не враховують суб'єктивних факторів викладання. Зокрема, Ісаєв В.Н. і Високовіч Е.В. стверджують: якщо прийняти весь багаж знань і навичок викладача за 100%, то правильно викласти він зможе тільки близько 80% з огляду на час і особливості аудиторії. Слухач, у свою чергу, сприйме 50-60% – яким би розумним він не був, адже предмет вивчення для нього новий. Тільки близько 30% він правильно інтерпретує, а 10% запам'ятає і буде свідомо використовувати в подальшому. Таким чином, 90% інформації проходить повз слухача, можливо, і відкладаючись десь у підсвідомості (хоча це не факт) [7]. Отже, коефіцієнт корисної дії вербальної форми подачі навчальної інформації реально понижується до 10%. Ось чому для навчального процесу так необхідна наочність, візуалізація – все те, що є концентрацією інформації, а не її словесним виразом.

1.4. Засоби наочності. Їх загальна характеристика. Принцип наочності у навчанні

Принцип наочності є одним з важливих для організації ефективного процесу навчання молодших школярів. Адже без чуттєвої основи засвоєні знання будуть формальними. Вони, у кращому випадку, запам'ятовуються учнями, але не будуть для них зрозумілими, тобто усвідомленими і осмисленими. "Слово, – зазначав визначний фізіолог І.П. Павлов, – яке загубило зв'язок із реальними предметами і явищами, що ним позначаються, перестає бути сигналом для суб'єкта, втрачає для нього своє пізнавальне значення." [27]

Суть принципу наочності полягає у створенні образів, конкретних уявлень, на основі яких будується навчально-пізнавальна діяльність учнів, спрямована на оволодіння системою природознавчих уявлень і понять.

На необхідності забезпечення наочності ще наголошував відомий чеський педагог Я.А. Коменський, який сформулював так зване "золоте правило дидактики." Учений писав, що все, що тільки можна представити для сприйняття органами чуття, а саме: видиме – для сприйняття зором, те, що чується, – слухом, запахи – нюхом, що можна вкусити – смаком, доступне дотикові – шляхом дотикання. Якщо деякі предмети зразу можна сприйняти кількома чуттями, нехай вони схоплюються кількома чуттями.

Більше ста років тому К.Д. Ушинський переконливо доводив, що навчання дітей молодшого шкільного віку з використанням різних видів наочності відбувається швидше, легше, цікавіше.

Традиційно наочність розглядається у взаємозв'язку з чутливістю, з можливостями спостерігати за предметами і явищами або їх зображеннями, тобто з тим, що сприймається органами чуття дитини. Розуміння наочності тільки як безпосереднього чуттєвого пізнання об'єктів до цього часу поширене серед методистів та учителів. Такий підхід звужує можливості використання наочності у процесі навчання природознавства.

Для розробки методики