Зарубежный опыт преподавания «Естествознания»

О РАЗВИТИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ НАВЫКОВ В ОБЛАСТИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ У УЧАЩИХСЯ ПО ПРОГРАММЕ МЕЖДУНАРОДНОГО БАКАЛАВРИАТА В КАНАДЕ

Е.В. Силаев, д.п.н., к.ф.-м.н., ведущий преподаватель математики и физики высшей категории Victoria Park Collegiate Institute/IB-school, Торонто, Онтарио, Канада

Г.М. Силаева, кандидат физико-математических наук, ведущий преподаватель кафедры математики IB школы Victoria Park Collegiate Institute, Торонто, Онтарио, Канада

Образовательная программа International Baccalaureate (Международный бакалавриат) является универсальной программой с общим учебным планом, которая позволяет учебным заведениям одной страны считать образование, полученное в другой стране, эквивалентным национальному, и разрешает выпускникам после ее окончания поступать практически в любой университет мира без вступительных экзаменов (за редким исключением) [1, с. 22-34].

В данной статье рассматривается один из компонентов развития навыков научно-исследовательской работы учащихся в области естествознания программы International Baccalaureate (IB) в школах Канады в выпускном, двенадцатом, классе школы старшей ступени (high school). Процесс развития указанных навыков в школе завершается написанием выпускной работы (extended essay), в которой учащийся должен представить исследование по выбранной теме. Для того, чтобы подготовить учащегося к написанию выпускной работы по естествознанию, ему предлагается завершить проект (project), или определенное научное исследование, соответствующее его уровню знаний и умений. При этом учащийся работает в группе, состоящей из 2-4 человек, чем самым достигается одна из важнейших целей, поставленных программой IB, а именно, целостное развитие личности учащихся, в частности, включающее умение выполнять поставленную задачу в коллективе, и формирование активной жизненной позиции. Подчеркнем, что при написании выпускной работы основное внимание направлено на оформление результатов исследования, а при работе над проектом – процессу исследования.

Основываясь на своем опыте работы, авторы статьи пришли к выводу, что при утверждении темы проекта по естествознанию для учащихся программы IB преподаватель должен руководствоваться следующими принципами.

1. Принципом интегративности, который означает, что тема должна быть интегративной, то есть давать возможность учащемуся приложить умения и навыки, как минимум, в трех основных составных частях курса естествознания – физике, химии и биологии.

2. Принципом междпредметных связей. Необходимо предусмотреть наличие дополнительных аспектов исследования, связанных с астрономией, климатологией и т.д. Особое внимание должно уделяться использованию математики (например, обработке статистических данных эксперимента или использованию математического аппарата).

3. Принципом моделирования в научном исследовании. Для наиболее эффективного изучения материала учащимся должна быть предоставлена возможность проведения экспериментальной части исследования.

4. Принципом личностной ориентации. Этот принцип означает, что научное исследование по естествознанию должно быть личностно значимым для учащегося, способствовать развитию его естественнонаучного мировоззрения и личностных качеств. Сюда мы также относим развитие социальных и коммуникативных навыков по созданию и поддержанию эффективной совместной работы, необходимой для динамичного процесса выполнения выбранного проекта.

В ходе реализации научно-исследовательского проекта учащимся приходится критически анализировать общие цели и задачи научного исследования, связанные, в частности, с:

– развитием и приложением информационных и коммуникативных навыков, необходимых для изучения естествознания в XXI веке;

– применением научного метода в естествознании;

– с возможными моральными, этическими, социальными и экономическими последствиями внедрения результатов научного исследования по естествознанию.

IB школы в Канаде предлагают широкий спектр тем научно-исследовательских проектов по естествознанию, как узко-специальных, так и более общего направления. К первым относятся следующие темы.

– Влияние температуры жидкости на скорость растворения в них органических пищевых красителей.

– Влияние глубины и плотности воды на скорость движения рыб.

– Как кислотные дожди, вызванные выбросами диоксида серы при разработке сланцевого месторождения нефти, влияют на рост елей в окрестностях Форт МсМюррей, Альберта?

– Свойства мыла.

Например, при работе над последней темой студенты составляют специальную таблицу, в которой указывают три компонента исследования.

Химия: свойства мыла, связанные с химической структурой молекулы мыла, две части молекулы мыла, мицеллы мыла и т.д.

Биология: эффективность уничтожения бактерий Erwinia Вissolvens различными сортами мыла и т.д.

Физика: поверхностное натяжение мыльных пленок, интерференция в мыльных пленках, вычисление момента, возникающего в случае, когда человек поскользнулся на куске мыла и т.д.

Приведем примеры тем второго типа:

– Состояние школьного футбольного поля.

– Сравнительные характеристики поверхностных слоев воды озера Онтарио.

– Как улучшить функционирование школьного здания?

– Как увеличить эффективность использования энергии в здании детского сада?

В отличие от того, как это показано выше, обучающиеся могут не перечислять конкретные вопросы, а лишь обозначить направления исследования. Это связано с тем, что на начальном этапе планирования шагов по реализации проекта неясно, какие у учащихся имеются возможности в области организации эксперимента. Например, при планировании исследования по последней теме целесообразно указать следующие компоненты:

Биология: использование пластика по сравнению с обычными столовыми приборами, переработка пищевых отходов в компост, бумажные отходы.

Химия: мыло по сравнению с моющими средствами, устранение запахов.

Физика: эффективность ламп дневного света и обогревателей, давление воды в туалетах.

После формирования рабочих групп студентам предоставляется возможность в течение целого учебного дня совместно работать над определением темы исследования и специфическими целями и вопросами, достижение и решение которых необходимо для работы над проектом и его завершением. В это время они составляют план исследования, список необходимого оборудования, которое им необходимо (список может изменяться и дополняться), распределяют обязанности между членами группы. Вслед за этим им предоставляется возможность работать над проектом, регулярно собираясь вместе, для чего специально выделяются учебные часы в сетке расписания. По окончании работы учащиеся решают, каким образом их группа будет представлять результаты исследования и готовят материалы для презентации.

Для презентации отводится целый учебный день, в повестку которого входят следующие пункты: подготовка презентации и соответствующих материалов, презентация и ознакомление с результатами работы остальных групп и составление отзыва о результатах их работы с позитивными критическими замечаниями.

После 3-4 часов совместной работы учащиеся должны оформить плакат (poster), на котором наглядно будут отражены результаты проведенного исследования. К техническому оформлению плаката особые требования не предъявляются, но оценивается его содержание по четырехбальной шкале (от неудовлетворительно до отлично), исходя из следующих критериев:

– научность проблемы исследования,

– наличие трех естественнонаучных компонентов исследования,

– планирование, описание, проведение эксперимента и обработка его результатов,

– уровень технического исполнения презентации.

В течение этих 3-4 часов преподаватели, присутствующие при проведении обсуждений, наблюдают за тем, как учащиеся работают в группах и оценивают их личное участие в работе. По окончании преподавателем заполняется специальная форма, в которой по трехбальной шкале (оценки: хорошо, удовлетворительно и неудовлетворительно) оцениваются:

– инициативность и целеустремленность учащегося (насколько он инициативен и проявляет настойчивость в достижении поставленных целей);

– навыки работы учащегося в группе (как он сотрудничает и общается с другими членами группы, принимает во внимание мнение других участников проекта);

– навыки научно-исследовательской работы студента (как он демонстрирует качества, необходимые для научно-исследовательской работы и учитывает свои сильные и слабые стороны).

Необходимо отметить, что администрация и учителя IB школы всячески поощряют научно-исследовательскую деятельность учащихся, поддерживают дух соревнования между группами и выделяют значительные средства на создание материальной базы для осуществления ими экспериментальной деятельности. При этом постоянно привлекаются внешкольные организации такие, как общества по охране природы, крупные торговые сети, научно-исследовательские организации и университеты, которые считают своей обязанностью поддерживать творческую деятельность учащихся, помогая им стать социально активными гражданами Канады.

Литература

1. Алексашина И.Ю. Проблемы преподавания естествознания в России и за рубежом / И.Ю. Алексашина, Б.В. Булюбаш, Л.Н. Заварыкина, В.Н. Князев, М.Ю. Королев, Л.В. Королева, И.Е. Люблинская, О.В. Малярчук, Н.И. Одинцова, А.Ю. Пентин, Е.Б. Петрова, В.В. Свиридов, Е.И. Свиридова, Е.В. Силаев, И.И. Соколова, Н.М. Шульгина / Под редакцией Е.Б. Петровой (Сер. 44 Психология, педагогика, технология обучения.) – М.: Ленанд, 2014. – 160 с.

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ПАНАМЕ

Гарсия Рохас Маделайне Митчел, к. ф.-м. н., координатор отдела образования и популяризации науки национального секретариата науки, технологии и инноваций; преподаватель Universidad Santa Maria La Antigua (Республика Панама); mrojas@senacyt.gob.pa

Образование в Панаме активно поддерживается государством, находится в ведомстве Министерства образования и имеет три уровня: начальное, среднее и высшее. Начальное и среднее образование являются обязательными для жителей страны в возрасте от 6 до 15 лет. В городах начальная школа 6-летняя – состоит из 3 циклов по 2 года каждый (в сёлах начальные школы 3-4–летние). Средняя школа 6-летняя, её курс состоит из 2-х циклов по 3 года каждый.

Образовательные программы в панамских школах подразделяются на два направления: учебно-ориентированные и профессиональные. Общие предметы, характерные для среднего образования в Панаме, это: искусство, социальные науки, музыка, основы религии и испанский язык. Остальные предметы лежат уже в области специализации. А она в панамских школах состоит из двух курсов обучения. Первый (более распространенный) дает необходимые знания в области наук и искусств, которые позволяют продолжить обучение в ВУЗе. Второй курс менее специализирован. После его окончания образование считается завершенным. В дополнение к академическим курсам, средние школы Панамы предлагает своим ученикам специализированные программы и курсы, которые подготовят их к началу трудовой деятельности после окончания заведения этого типа. Содержание второго цикла средней школы соответствует лицею с естественнонаучным или гуманитарным направлением. Профессионально-техническую подготовку осуществляют в коммерческих, технических и сельскохозяйственных школах. Срок обучения в них 3 или 4 года. В настоящее время в Панаме можно встретить разные типы школ: государственные, частные, учебное ранчо, школы передового опыта, профессиональные, элитные.

Так как в Панаме только с начала прошлого века развивается государственная политика в области образования, которая в первую очередь была направлена на повышение общей грамотности населения, то предметам естественнонаучного цикла, как указывалось ранее, большее внимание уделяется на этапе специализации в средней школе. В начальной школе естественнонаучное образование представлено учебным предметом «Естествознание», содержание которого базируется, в основном, на географических и биологических знаниях. Качество естественнонаучного образования оценивалось с помощью международного исследования PISA. По результатам выполнения учащимися естественнонаучной части международных тестов в 2009 году, Панама занимает 62 место из 65. В исследовании PISA выделяется шесть уровней естественнонаучной грамотности. Учащиеся, достигшие 1 уровня, имеют – ограниченные знания, которые могут применять только в знакомых ситуациях. Они могут давать очевидные объяснения, которые явно следуют из имеющихся данных.

Повышение качества естественнонаучного образования находится в зоне внимания отдела образования и популяризации науки национального секретариата науки, технологии и инноваций. Миссия этого заключается в модернизации процессов обучения и преподавания предметов естественнонаучного цикла школьникам и студентам, в популяризации науки и развитии инноваций в образовании. Направлениями деятельности отдела являются разработка программ и организация мероприятий, направленных на развитие образования и науки в стране; привлечение в науку заинтересованных студентов и школьников; повышение престижа науки; популяризация научных знаний в среде школьников.

В настоящее время отдел разрабатывает и курирует несколько проектов. Проект «Создаем науку» предполагает разработку инноваций в сфере методики преподавания и модернизации образовательного процесса; разработку программ обучения естествознанию и предметам естественнонаучного цикла (в 1-6 классах начальной школы); разработку методики активного обучения (проблемные методы, метод учебных проектов). Проект «Школьные научные общества» направлен на организацию и поддержку школьных научных обществ, организацию и проведение конкурсов (конструирование ракеты, химия на кухне и др.), мастер-классов по астрономии, шахматам и т.п. Проект «Дорога в университет» посвящен разработке и реализации программ для коренного населения Панамы и жителей, проживающих в труднодоступных районах с целью повышения уровня образования и созданию дополнительных условий для подготовки абитуриентов в информационных центрах и школах. Проект «Робототехника» обеспечивает условия для участия в международном проекте «Час программирования», что выражается в разработке программ для преподавателей и студентов и развитии научно-методической базы. Проект «Поддержка инновационных идей» предполагает организацию конкурсов инновационных идей в сфере образования, а также распределение грантов и стипендий.

Специальное внимание уделяется изучению педагогического наследия и опыта зарубежных стран. Примером развития международного сотрудничества может служить проект «Мне нравится Россия, мне нравится Панама!», организованный совместно с Центром внешкольной работы Фрунзенского района Санкт-Петербурга, основная идея которого состоит в расширении и укреплении дружеских и культурных связей, развитии взаимного интереса детей и молодежи к истории и культуре Панамы и России.