Выберите тематику

Журналы / Электронные журналы

Книги / Электронные книги

Общие проблемы естествознания



ИНТЕГРАТИВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУКАХ И ИХ ОТРАЖЕНИЕ В КУРСЕ «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ»

 

А.В. Ляпцев, д.ф-м.н., зав. кафедрой методики обучения физике РГПУ им. А.И. Герцена; upm_eno@mail.ru

 

Одной из особенностей современного развития естествознания являются интегративные тенденции, появление которых можно условно отнести к середине XX века, и которые в еще большей степени проявляются в настоящее время. Выделяют несколько причин и особенностей развития науки, обусловливающих такие тенденции.

1. Появление объектов исследований, полноценное рассмотрение которых невозможно средствами и методами отдельной науки. Примером может являться то, что в настоящее время называют глобальными проблемами человечества. Помимо фундаментальных естественных наук – физики, химии, биологии в исследовании подобных насущных проблем происходит интеграция с гуманитарными науками – социология, экономика и др. Кроме того, уже во второй половине XX века для анализа и предсказаний возможных сценариев развития начали применяться методы математического моделирования [9, 10]. В настоящее время подобные исследования являются весьма актуальными, о чем говорит ряд международных соглашений, касающихся различных экологических проблем.

2. Перенос методов исследования одних наук на объекты, традиционные для анализа другими науками, также является характерной чертой интегративного процесса. В частности, математические методы исследования в сочетании с вычислительными методами, ставшими доступными для широкого использования благодаря развитию компьютерной техники, используемые прежде в задачах физики и техники, стали активно применяться при моделировании разнообразных процессов и явлений, как в естественных, так и в гуманитарных науках [7, 8]. В результате даже родилось новое направление синергетика – область научных исследований, целью которых является выявление общих закономерностей в процессах образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы [13]. Методы синергетики, в частности, позволили продвинуться в исследованиях по проблеме возникновения жизни. Следует заметить, что в настоящее время эта проблема становится актуальной вследствие того, что астрономами обнаружено достаточно большое количество экзопланет – планет, вращающихся по орбитам вокруг других (не Солнца) звезд. Среди этих планет, как показывают наблюдения, есть планеты, условия на которых сходи с земными условиями. Насколько эти условия достаточны для возникновения жизни – открытый вопрос.

3. Помимо переноса теоретических методов исследования постоянно происходит взаимообмен экспериментальными методами исследования различных наук. Примером может являться присуждение одной из последних нобелевских премий по химии. В 2014 году лауреатами премии стали ученые Эрик Бетциг, Уильям Мёрнер, Штефан Хелль. Премия присуждена за создание флюоресцентной микроскопии высокого разрешения [4]. Трудно сказать, чего в этих исследованиях больше – физики, химии или биологии, поскольку, физические по сути методы исследований применены химиками для продвижения наблюдений в область размеров меньше 0,2 мкм (ультрафиолетовый диапазон), благодаря чему изучались процессы движения отдельных молекул в живых клетках.

4. Подобное сочетание экспериментальных методов исследования стало характерным в настоящее время для прикладных исследований в широкой области, которые объединяются общим названием «нанотехнологии». Используемые при этом физические и химические методы исследований направлены как на совершенство разнообразных технических устройств, так и на приложения к медицине, поскольку характерные размеры объектов сравнимы с размерами больших «биологических» молекул.

5. Следует, наконец, отметить еще один аспект – физики, исследующие наиболее общие закономерности природы, в своих приложениях все чаще обращаются к разработкам, связанным с биологическими системами и, в частности, к медицинским разработкам. Это происходит как применительно к теоретическим исследованиям, например, моделирование процессов тромбообразования [1-3], так и к экспериментальным исследованиям. Так, например, казалось бы, далекие от «жизненных» проблем исследования, проводимые на ускорителях заряженных частиц, в частности на Большом адроном коллайдере, провели к развитию протонной терапии. Физики научились создавать узкие пучки протонов, которые, проходя определенное расстояние в живом организме, поглощаются в строго определенном месте, воздействуя, таким образом, на нужные участки тканей, пораженных раковыми клетками. В январе 2016 года в МРНЦ имени А.Ф. Цыба (Обнинск) начато лечение больных на установке протонной терапии в Протвино [12]. На сайте МФТИ – института, предназначенного для подготовки физиков в области фундаментальных и прикладных исследований, можно найти множество примеров разработок сотрудников и студентов института в области биологии и медицины [11].

Ориентируясь на необходимость отражения интегративных тенденций при изучении естественно-математических дисциплин и, в частности интегрированного курса «Естествознание» в школе, полезно вспомнить высказывание Российского математика академика А.А. Самарского «Образование есть учебная модель науки». Знакомство с аспектами интеграции в науке при изучении естественно научных дисциплин способствует реализации межпредметных связей. Особенно важно такое знакомство при изучении интегрированного курса Естествознание, поскольку в этом курсе ставится еще одна важная цель – создание у учащихся целостного взгляда на природу и осознание единства методологии естественных наук.

Отметим, что программа курса позволяет достаточно легко реализовать изучение процессов интеграции на современном этапе развития науки и техники. Именно, при изучении каждого из разделов программы предусмотрены уроки-семинары и уроки конференции, на которых происходит обсуждение заранее заданных ученикам вопросов [5, 6]. Тематика выступлений учащихся задается материалом того или иного раздела и конкретизирована в учебнике. Однако, на наш взгляд, при проведении подобных уроков целесообразно расширить круг рассматриваемых вопросов. При этом может быть использован творческий потенциал учителя, его знакомство с современными научными достижениями и источниками информации, которые могут быть рекомендованы учащимся для подготовки к занятиям. Однако, вполне возможен и другой путь, когда ученики самостоятельно находят темы для сообщений, более-менее близкие к теме урока и используют найденную ими информацию. При этом перед учителем возникает дополнительная задача по оценке найденной информации, поскольку во многих случаях найденная в СМИ и, в особенности, в Интернете информация оказывается далека от научного мировоззрения и не соответствует научным критериям. Дополнительные интеллектуальные и временные затраты в этом случае окупаются тем, что в процессе обсуждения соответствующих вопросов достигается одна из целей стандарта среднего образования – достижение заявленного в стандарте метапредметного результата: готовность и способность (учащегося) к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, включая умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников.

 

Литература

1. Alenitsyn A. Mathematical modeling of thrombus growth in mesenteric vessels / A. Alenitsyn, A. Kondratyev, I. Mikhailova, I. Siddique // Mathematical Biosciences. – 2010. – 224. – P. 29-34.

2. Kondratyev A.S. Mathematical Modeling of Thrombus Growth Phenomenological Models / A.S. Kondratyev, A.V. Lyaptsev, I.A. Mikhailova // Applied Mathematical Sciences. – 2015. – Vol. 9. – No. 9. – P. 429-446.

3. Richardson P.D. Effect of blood flow velocity on growth rate of platelet thrombi / P.D. Richardson // Nature. – 1970. – 245. – P. 103-104.

4. The Nobel Prize in Chemistry 2014. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2014/ (дата обращения: 04.03.2016).

5. Алексашина И.Ю. Естествознание. 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев и др.; под ред. И.Ю. Алексашиной. – М.: Просвещение, 2015. – 272 с.

6. Алексашина И.Ю. Естествознание. 11 класс: учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, А.В. Ляпцев, М.А. Шаталов; под ред. И.Ю. Алексашиной. – М.: Просвещение, 2016. – 272 с.

7. Бордовский Г.А. Физические основы математического моделирования / Г.А. Бордовский, А.С. Кондратьев, А.Д.Р. Чоудери. – М.: Academia, 2005.

8. Ляпцев А.В. Методы математического моделирования в гуманитарных науках/ А.В. Ляпцев. – СПб., 2004. – 77 с.

9. Медоуз Д.Х. За пределами роста / Д.Х. Медоуз, Д.Л. Медоуз, Й. Рандерс. – М: Изд. группа «Прогресс», 1994.

10. Медоуз Д.Х. Пределы роста / Д.Х. Медоуз, Д.Л. Медоуз, В. Беренс. – М.: Изд-во МГУ, 1991.

11. Московский физико-технический институт (государственный университет). Официальный сайт. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://mipt.ru/. (дата обращения: 04.03.2016).

12. Наукоград Российской Федерации Протвино. Официальный сайт администрации города. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://protvino.ru/about/info/news/4444/. (дата обращения: 04.03.2016).

13. Хакен Г. Синергетика. / Г. Хакен. – М.: Мир, 1980.

 

 

ЭВОЛЮЦИОННЫЙ ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ КУРСА ФУНДАМЕНТАЛЬНОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ НА ОСНОВЕ ПОНЯТИЙ ЭНТРОПИИ И ИНФОРМАЦИИ

 

Ю.Г. Рудой, д.ф.-м.н., профессор кафедры теоретической физики и механики Российского университета дружбы народов; rudikar@mail.ru

 

В ряде предшествующих публикаций [1-3] излагалась и обосновывалась точка зрения, состоящая в целесообразности применения эволюционного подхода при попытке построения последовательного и единого трансдисциплинарного описания всех основных объектов природы на всех уровнях иерархии – от элементарных частиц до скоплений галактик и от межгалактического вещества до планетных систем и возникновения жизни и сознания (по крайней мере, в одной из них). Исходным при этом является представление о единстве и целостности материального мира, включая человека и его сознание) – именно оно составляет фундамент естественнонаучного описания как в рамках исследовательской программы, так и в рамках соответствующей учебной дисциплины, входящей в состав

Методологически плодотворной оказывается здесь концепция так называемого универсального эволюционизма, основанная на рассмотрении всей эволюции Вселенной как единого процесса, в ходе которого последовательно реализуются заложенные в Природе потенциальные возможности (по крайней мере, часть из них) по созданию многообразия качественно различных объектов на всех известных иерархических уровнях. Этот процесс обеспечивается весьма тонким и сложным сочетанием динамических и статистических факторов в ходе развития Вселенной от гипотетического начального состояния (возможно, хаотического в общепринятом сценарии Большого Взрыва) к не менее гипотетическому конечному состоянию (зависящему от адекватной модели Вселенной). Тем самым Природой изначально задается ведущая, универсальная космологическая стрела времени (а вместе с ней, по образному выражению М. Мамардашвили, и стрела нашего познания). Очевидно, что эти «стрелы» объективно обусловлены нестационарностью Вселенной (на данном этапе – ее ускоренным расширением), имеющей надежное экспериментальное подтверждение. При этом промежуточные состояния (в том числе прямо или косвенно наблюдаемые нами) обладают определенной степенью организованности (упорядоченности, сложности) возникающих объектов.

Неудивительно, что космологическая стрела времени, в свою очередь, обусловливает более частные «стрелы времени» (галактическую, звездную, гелио- и геологическую и т.п.) для каждого класса объектов (а также, разумеется, для каждого индивидуального объекта, имеющего свою «историю» возникновения, развития и исчезновения как целостного объекта). Эти «истории» или сценарии эволюции объектов определяются, прежде всего, сочетанием динамических характеристик объектов (масс, зарядов и т.п.) и различных физических взаимодействий. Не менее важную роль играют и чисто случайные, статистические факторы (т.н. неконтролируемые воздействия со стороны окружения объектов), определяющие начальные и граничные условия; разумеется, все реальные объекты, способные к эволюции, являются открытыми.

Возникает вопрос, каковы те общие принципы, на которых может быть основано единое трансдисциплинарное описание эволюции Вселенной, интегрирующее все ее объекты в единое целое. По-видимому, такими основополагающими принципами должны выступать наиболее фундаментальные физические законы (что, разумеется, отнюдь не предполагает примитивного физического редукционизма).

2. Рудой Ю.Г. Авторская программа элективной дисциплины “Проблемы эволюции в естествознании” / Ю.Г. Рудой, А.Д. Суханов // Физическое образование в вузах, сер. Б. – 1996. – № 3. – С. 132-140.

3. Рудой Ю.Г. Информационный подход к описанию сложных природных объектов (I, II) / Ю.Г. Рудой, А.Д. Суханов // Вестник РУДН, сер. ФЕНО. – 1998.–№ 1-3. – С.38-96.

4. Николис Дж. Динамика иерархических систем. Эволюционное представление. – М.: Мир, 1989. – 312 с.

5. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. – М., 1991.

6. Кадомцев Б.Б. Динамика и информация. – М.: Редакция УФН, 1997. – 188 с.

7. Бриллюэн Л. Наука и теория информации. – М.: 1962. – 391 с.

8. Киржниц Д.А. Горячие «черные дыры». Новое в понимании природы теплоты// Соросовский образовательный журнал. – 1997. – № 6. – С.84-90.

 

 

МЕТОДОЛОГИЯ ПОСТНЕКЛАССИЧЕСКОЙ НАУКИ В СОДЕРЖАНИИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ШКОЛЬНИКА

 

В.А. Игнатова, д.п.н., профессор кафедры моделирования физических процессов и систем Тюменского государственного университета; super.borisovich@yandex.ru

 

Идеи модернизации школьного естественнонаучного образования в течение многих лет неоднократно высказывались ведущими специалистами в области методологии, теории и методики обучения. Исследователи выделяют несколько взаимосвязанных аспектов этой проблемы:

– изменение последовательности изучения школьных естественнонаучных дисциплин и опережающее значение физики (А.В. Усова и др.);

– разработка механизмов и способов реализации идеи интеграции разнопредметных знаний (И.Ю. Алексашина, Н.С. Пурышева и др.);

– обновление содержания учебных предметов с учетом достижений, идей и познавательных моделей постнеклассической науки (Л.Я. Зорина и др.).

Как показали педагогические исследования в экспериментальных школах, подобного рода нововведения дают положительные результаты: поднимают интерес учащихся к изучению естественнонаучных дисциплин, способствуют углублению их знаний, благотворно влияют на процесс формирования целостной картины мира. Полностью разделяя мысль об опережающем значении физики в естественнонаучном образовании школьника, заметим, что для повышения его эффективности простого изменения последовательности изучения дисциплин недостаточно. Необходима и концептуальная перестройка их содержания, выдвижение на передний план не только интеграции внутри образовательной области «естествознание», но и более широкого ее взаимодействия с другими образовательными областями [1].

Одним из средств такой глобальной интеграции разнопредметных знаний выступают познавательные модели постнеклассической науки – теории систем, самоорганизации и управления. Они позволяют значительно глубже, чем это возможно в классических моделях, раскрыть особенности не только природных, но и социальных процессов, исходя из единых позиций. Это касается, прежде всего, теории самоорганизации (синергетики). Зародившаяся как модель химического процесса, синергетика сегодня стала трансдисциплинарной научной теорией. Она подводит к видению универсального единения мира, раскрывает его системность и процессуальность, вскрывает единую природу механизмов эволюции систем разного уровня (физических, химических, биологических, экологических, социальных и др.), ее вероятностный характер, стохастичность и поливариантность, выявляет роль коллективных взаимодействий отдельных элементов, интеграции и дезинтеграции состояний на пути устойчивого развития систем. Общие закономерности самоорганизации, выявленные синергетикой, дают возможность наиболее полно проиллюстрировать нераздельность всего сущего, показать единство в многообразии и многообразие в единстве, построить целостную процессуальную модель мира – его обобщенную синергетическую картину.

Несомненно, идеи постнеклассической науки должны быть заложены в качестве методологических ориентиров для модернизации естественнонаучного образования. И в педагогической литературе этот вопрос поднимался неоднократно [например, 2-4]. Исследователи отмечают, что их адаптация в его содержании будет способствовать формированию у учащихся целостной картины мира, позволит им перейти от уровня понимания линейности и однонаправленности процесса развития к пониманию его многовариантности и возможности альтернатив. Кроме того, это позволит вывести на передний план знания, имеющие общетеоретический характер, составляющие основу, усвоение которой в дальнейшем может дать возможность учащимся сравнительно легко овладеть представлениями об особенностях развития конкретных систем, а педагогу на практике реализовать принцип дедуктивности обучения, что крайне важно в условиях экспоненциального роста научной информации.

Раскрывая общность явлений и процессов разной природы, синергетика подводит к переосмыслению понятия «интеграция разнопредметных знаний», к новому видению ее механизмов, переводит ее с эмпирического уровня на более высокий – теоретико-методологический. Стержневыми становятся понятия: система, процесс, флуктуация, обратная связь, бифуркация, развитие, эволюция и коэволюция, периодичность, симметрия, отбор, вероятность, неопределенность и др. Они выступают в качестве интеграторов разнопредметных знаний и представляют естественную основу для их объединения в целостную систему.

Синергетика становится новой концептуальной платформой для раз-работки теоретических оснований гуманитарно-интегративного подхода к проектированию содержания образования. Она обеспечивает диалог естественнонаучной и гуманитарной культур, синтез дискурсивного и эмоционально-образного, сближение и взаимное обогащение разных способов постижения окружающего мира, выстраивает естественнонаучные и гуманитарные знания в единую систему, позволяющую построить картину мира, в которой духовная жизнь человека неразрывно связана с развитием природы, увидеть его место в системе мироздания, осознать смысл и предназначение его существования, необходимый характер его деятельности и выработать определенный стиль поведения. Кроме того, реализация этих идей в содержании естественнонаучного образования позволит наиболее полно воплотить принципы культуросообразности, гуманизации и гуманитаризации, вывести на передний план ценностное знание, будет способствовать созданию культурной среды, обеспечивающей союз разума и чувств, гармонизации процессов обучения и воспитания, увяжет их в единую ткань образовательного процесса, повысит его воспитательный потенциал.

Сегодня назрела насущная необходимость разработки нового в концептуальном плане содержания школьного естественнонаучного образования, в котором идеи, отражающие всеединство окружающего мира, его системность и универсальный эволюционизм стали бы стержневыми.

Современной школе необходимы учебники нового поколения [5]. Однако нельзя забывать и о том, что модернизация содержания школьного естественнонаучного образования предполагает готовность педагога к такому развороту событий. Нуждаются в существенном обновлении и учебные планы, и содержание подготовки будущих учителей естественнонаучных дисциплин.

 

Литература

1. Алексашина И.Ю. Интегративный подход в естественнонаучном образовании / И.Ю. Алексашина // Научный журнал «Академический вестник». – СПб.: СПбАППО. – 2009. – № 3. – С. 20-30.

2. Зорина Л.Я. Отражение идей самоорганизации в содержании образования / Л.Я. Зорина // Педагогика. – 1996. – № 4. – С. 105-109.

3. Игнатова В.А. Педагогические аспекты синергетики / В.А. Игнатова // Педагогика. – 2001. – № 8. – С. 26-31.

4. Игнатова В.А. Идеи и познавательные модели постнеклассической науки как методологические ориентиры модернизации содержания школьного естественнонаучного образования / В.А. Игнатова // Естествознание в школе. – 2005. – № 2. – С. 3-9.

5. Пурышева Н.С. и др. Концепция учебника нового поколения курса «Естествознание» / В.Л. Матросов, И.В. Разумовская, Н.С. Пурышева, С.К. Пятунина, В.В. Маландин // Наука и школа. – 2013. – № 3. – С. 9-10.

 

 

ГУМАНИТАРНАЯ ПРИРОДА КУРСА «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ» СКВОЗЬ ПРИЗМУ ТРЕБОВАНИЙ ФГОС

 

В.В. Свиридов, д. ф.-м. н., профессор кафедры общей физики Воронежского государственного педагогического университета; xelym@mail.ru

М.В. Гольдфарб, к. ф.-м. н., доцент каф. общей физики Воронежского государственного педагогического университета; goldfarb.mikhail@gmail.com

 

Возникшая в 1980-х – 1990-х гг. идея интегрированных естественнонаучных курсов для школы (обозначаемых далее родовым термином «естествознание») и выполненные на ее основе первые разработки вызвали чрезвычайно острые дискуссии в педагогическом сообществе. Противники естествознания выдвинули ряд серьезных аргументов [1, 2], которые не утратили значения и в настоящее время. Основные из них сводятся к тому, что:

1. Естествознание разрушает систематические знания учащихся по основам наук о природе, приводит к верхоглядству и непониманию основных законов природы.

2. На естествознание отводится меньше часов, чем на взятые вместе традиционные естественнонаучные курсы, что означает сокращение объема естественнонаучной подготовки учащихся и невозможность реализации курса естествознания с помощью привычных методик.

3. Согласно дружной декларации авторов различных разработок естествознания, поддерживаемой требованиями ФГОС [3], основная задача естествознания – формирование у школьников представления о целостной естественнонаучной картине мира (далее – ЕНКМ). Но расшифровка понятия ЕНКМ при этом, как правило, не приводится, и средства достижения ее целостности не называются. В результате возникают разработки курса «естествознания», представляющие механическую смесь физического, химического и биологического материала, преподаваемую методами традиционных монопредметных естественнонаучных дисциплин. Этот упрек в значительной степени касался курса популярного в 90-е годы курса «Естествознание» (V-VII), А.Г. Хрипковой с соавторами. А авторы современной примерной программы естествознания для техникумов [4], вежливо произнеся символ веры о формирования цельной ЕНКМ в сознании учащихся, просто разбили программу на три раздела – «Физика», «Химия» и «Биология», препоручив каждый одному из соавторов – физику, химику и биологу соответственно.

4. Разработки курса естествознания, обеспечивающие в той или иной степени реальную интеграцию, выстраивают курса вокруг некоторых общих концепций, из которых дедуктивно выводятся частные следствия применительно к обсуждаемым конкретным проблемам. Между тем, принципы классической дидактики требуют восходить от простого, конкретного, к более сложному, абстрактному.

5. Как бы ни выстраивался курс естествознания, очевидно, что ведущий его учитель должен хорошо ориентироваться как минимум во всех дисциплинах естественнонаучного цикла. Непонятно, откуда брать столь разносторонне подготовленных специалистов – если к ним вообще применим термин «специалисты». Мы этот аргумент усугубим указанием, что в действительности учитель естествознания должен обладать еще и неплохой гуманитарной подготовкой [5, 6].

Создается впечатление, что критики естествознания нащупали действительно серьезные уязвимости в самой концепции интегрированных естественнонаучных курсов. Однако при более внимательном рассмотрении выясняется, что данные уязвимости оказываются серьезными и неустранимыми лишь в системе координат, принимаемой самими критиками, в которой аксиомой считается, что курс естествознания должен быть направлен на достижение тех же целей, что и традиционные естественнонаучные монодисциплины. В действительности же, как цели, так и методика преподавания естествознания должны быть существенно иными, и об этом со всей ясностью говорит такой авторитетный источник, как Федеральный государственный образовательный стандарт общего среднего образования [3].

Сравним требования ФГОС к курсам естествознания и физики.

Таблица

Требования ФГОС [3] к предметным результатам освоения курсов физики и естествознания на базовом уровне

Физика

Естествознание

сформированность представлений о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач

сформированность представлений о целостной современной естественнонаучной картине мира, о природе как единой целостной системе, о взаимосвязи человека, природы и общества; о пространственно-временных масштабах Вселенной

владение основополагающими физическими понятиями, закономерностями, законами и теориями;

уверенное пользование физической терминологией и символикой;

владение знаниями о наиболее важных открытиях и достижениях в области естествознания, повлиявших на эволюцию представлений о природе, на развитие техники и технологий

владение основными методами научного познания, используемыми в физике: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы

сформированность представлений о научном методе познания природы и средствах изучения мегамира, макромира и микромира; владение приёмами естественнонаучных наблюдений, опытов исследований и оценки достоверности полученных результатов

сформированность умения решать физические задачи

сформированность умений понимать значимость естественнонаучного знания для каждого человека, независимо от его профессиональной деятельности, различать факты и оценки, сравнивать оценочные выводы, видеть их связь с критериями оценок и связь критериев с определённой системой ценностей

сформированность умения применять полученные знания для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни

сформированность умения применять естественнонаучные знания для объяснения окружающих явлений, сохранения здоровья, обеспечения безопасности жизнедеятельности, бережного отношения к природе, рационального природопользования, а также выполнения роли грамотного потребителя

сформированность собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников

владение понятийным аппаратом естественных наук, позволяющим познавать мир, участвовать в дискуссиях по естественнонаучным вопросам, использовать различные источники информации для подготовки собственных работ, критически относиться к сообщениям СМИ, содержащим научную информацию

Как несложно видеть из таблицы, в курсе естествознания, в отличие от курса физики, акцентируются следующие моменты.

1. Курс естествознания, в отличие от курса физики, мыслится законодателем как общеразвивающий (общекультурный), а не инструментальный. Основное внимание в нем уделяется формированию понимания взаимосвязей в предельно широкой системе «природа – человек – общество». При этом менее интересны детали устройства ее элементов и не столь жестко ограничивается природа элементов, подлежащих рассмотрению. Сказанное можно пояснить следующей аналогией. Грамотный потребитель, в отличие от специалиста-ремонтника, не обязан знать номиналы напряжений в электрической схеме телевизора и иметь инструменты для их измерения, но должен представлять себе основные подсистемы телевизора и характер их взаимодействия между собой, основные эргономические требования к размещению телевизора в комнате, а также чувствовать эстетическое соответствие дизайна телевизора и обстановки жилого помещения.

2. Содержание курса естествознания мыслится вписанным в исторический контекст эволюции человеческих знаний о природе, развития техники и технологий. Заметим, что это, в свою очередь, требует увязки с еще более широким контекстом общей истории цивилизации и персональным измерением научного прогресса, который самими учеными рассматривается как «драма идей». К гуманитарной стороне курса физики таких требований законодатель не предъявляет, благодаря чему вполне возможно его изложение в соответствии лишь с внутренней логикой физической науки.

3. ФГОС по физике требует сформированности инструментальных умений пользоваться частными методами познания, применяемыми в физике (измерение, наблюдение, эксперимент и т.д.). ФГОС по естествознанию выдвигает на первый план сформированность философско-методологических представлений об общенаучном методе познания, то есть предполагает необходимость выхода за пределы собственно естественных наук. Это, конечно, не отрицает философско-мировоззренческий потенциал физики как учебного предмета, но законодатель не считает нужным или возможным требовать его полного задействования в реалиях современного российского образования.

4. Для естествознания законодатель в числе требований к результатам освоения курса прописывает комплекс ценностных умений. Для физики упоминание об оценках и ценностях во ФГОС отсутствует. Это еще раз подчеркивает важную роль гуманитарной компоненты в содержании и методике преподавания естествознания: ведь оценка знания с точки зрения этических, эстетических, идеологических критериев – прерогативой гуманитарной сферы культуры. Понимание человеческого измерения науки – вот то, что законодатель настойчиво желает видеть в числе результатов освоения курса естествознания, но не считает обязательным результатом изучения физики.

5. И физики, и для естествознания ФГОС требует умений применять знания. Однако в качестве области применения для физики стандарт называет весьма специфическое «объяснение условий протекания физических явлений» и довольно неопределенное «принятие практических решений в повседневной жизни». Для естествознания область применения гораздо шире («объяснение окружающих явлений»), а цели выражаются конкретнее и фундаментальнее («сохранение здоровья, бережное отношение к природе, рациональное природопользование, выполнение роли грамотного потребителя»).

Итак, анализ показал, что требования ФГОС к результатам освоения естествознания и физики различаются значительно и системно. Этот вполне естественно в рамках обоснованного нами ранее тезиса о том, что содержанием учебного курса «Естествознание» должна служить ЕНКМ, понимаемая как связующее звено между наукой и общей культурой [6].

ЕНКМ – это культурная оболочка науки, возникающая при ее взаимодействии с гуманитарно-художественной составляющей культуры. Она обеспечивает взаимодействие естественных наук с культурой в целом. Естествознание присутствует в культуре не как совокупность физики, химии и биологии, а как гармония их важнейших идей и образов, одухотворенная чертами гуманитарного стиля познания: образностью, историчностью, субъективностью, восприятием через эстетическое переживание – словом, как действительно картина мира. Ну, а коль скоро ЕНКМ – это в значительной степени гуманитарный феномен, то при преподавании и изучении естествознания неизбежно и необходимо применение методов, характерных для гуманитарно-художественного и философского познания: познание через эмоциональное переживание, субъективное отношение к обсуждаемым проблемам, оценочный характер суждений, нестрогость и образность используемого языка, особое внимание вопросам истории и философии науки.

Конечно, освоение нового, непривычного естественнику стиля преподавания сложнее для учителя, чем необходимость разбираться в «чужой», но все же естественной науке. Однако, как мы показали, без этого невозможно обеспечить выполнение требований ФГОС.

 

Литература

1. Полянский Ю.И. Интегрированный курс «Естествознание»: за и против / Ю.И. Полянский // Биология в школе. − 1989. − №6. − С. 48-49.

2. Крылова О. Интегрированный курс «Естествознание»: за и против / О. Крылова // Народное образование, 1990. − №2. − С. 47-52.

3. Федеральный государственный образовательный стандарт общего среднего образования (10−11 кл.): утвержден. приказом №413 Минобрнауки РФ от 17.05.2012 [Электронный ресурс] / Министерство образования и науки Российской Федерации. − URL: http://минобрнауки.рф/документы/2365 (дата обращения: 09.03.2016).

4. Примерная программа общеобразовательной учебной дисциплины «Естествознание» для профессиональных образовательных организаций / П.И. Самойленко, О.С. Габриелян, П.М. Скворцов. − М.: Академия, 2015. − 34с.

5. Тарасов Л.В. Необходимость перестройки преподавания естественных предметов на основе интегративно-гуманитарного подхода / Л.В. Тарасов // Физика в школе. − 1989. − №4. − С. 32-44.

6. Свиридов В.В. Место курса «Естествознание» в средней школе / В.В. Свиридов // Вестник Российского университета Дружбы народов. Серия «Фундаментальное естественнонаучное образование». − 1997. − №3(1−3). − С. 211-213.

7. Свиридов В.В. Концепции современного естествознания / В.В. Свиридов, Е.И. Свиридова. − СПб: Питер, 2005. − 349 с.

 

 

РАСШИРЕНИЕ БАЗЫ ИНТЕГРАЦИИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ЗНАНИЙ ЗА СЧЕТ РАССМОТРЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СТОРОНЫ ПРИРОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

 

В.В. Свиридов, д.ф.-м.н., профессор каф. общей физики Воронежского государственного педагогического университета; xelym@mail.ru

Е.И. Свиридова, к.п.н., доцент каф. новых информационных технологий и средств обучения Воронежского государственного педагогического университета; sei_19@mail.ru

А.М. Хищенко, студент 5 курса Воронежского государственного педагогического университета

 

В 1990-е годы нами был выдвинут тезис – благосклонно принятый педагогической общественностью, – о том, что содержанием интегрированных естественнонаучных курсов (далее обозначаемых собирательным термином «Естествознание») как в школе, так и в вузе должна служить естественнонаучная картина мира (далее – ЕНКМ), понимаемая как связующее звено между наукой и общей культурой [1, 2]. К числу структурных элементов ЕНКМ принадлежат частнонаучные картины мира (физическая, биологическая и т.д.), трансдисциплинарные концепции (пронизывающие все предметное поле естественных наук и выходящие за его пределы), фундаментальные вопросы, определяющие основную проблематику ЕНКМ (о материи, о движении, о взаимодействии и т.д.), а также чувственные образы (это ведь картина мира) и фундаментальные абстрактно-логические понятия [3].

В последние годы все настойчивее раздаются призывы включить в число фундаментальных естественнонаучных понятий, наряду с материей, энергией, эволюцией, симметрией, и понятие информации. Необходимость этого обосновывается как быстрым преобразованием среды обитания человека благодаря развитию информационных технологий, так и выяснением глубины и разнообразия информационной стороны природных процессов [3-5].

Понятие информации действительно обладает чрезвычайно широким мировоззренческим полем. Так, описание свойств информации, приводимое в учебном пособии [6] («Информация, в обычном понимании, – это то, что помогает нам ориентироваться в окружающем мире, принимать решения, строить планы на будущее, оценивать результаты своих действий», с. 8), почти буквально совпадает с одним из определений культуры (в ее мировоззренческом аспекте) [2, с. 15]: «Культура – принятая в данном обществе система ориентиров, позволяющая человеку определить свое место и роль в мире, оценить свершившееся и выбрать образ действий на будущее». И практически то же повторяется в исследовании [3] относительно понятия картины мира: «a world view is a system of coordinates or a frame of reference in which everything presented to us by our diverse experiences can be placed».

Существует, однако, серьезная проблема невозможности дать такое определение понятия «информация», которое адекватно отражало бы особенности информационных процессов на всех уровнях организации материального мира – и в неживой природе, и в живой, и в социуме, и в культуре. Невозможность выражается не в отсутствии определений, а в их чрезмерном количестве. В 1983 г. А.Д. Урсул в статье «Философского энциклопедического словаря» [9] привел четыре существенно различных определения информации: 1) сообщение, осведомление о положении дел, сведения о чём-либо, передаваемые людьми; 2) уменьшаемая, снимаемая неопределённость в результате получения сообщений; 3) сообщение, неразрывно связанное с управлением, сигналы в единстве синтаксических, семантических и прагматических характеристик; 4) передача, отражение разнообразия в любых объектах и процессах (неживой и живой природы). В 2000 г. учебник информатики [10] предлагал учащимся на выбор уже 11 определений информации. Регулярно публикуются всё новые определения, в том числе весьма оригинальные. Тем не менее, за последние десятилетия выделились две ведущие концепции, два подхода к пониманию фундаментальной сущности информации, которые обычно расцениваются как принципиально противоположные.

Согласно атрибутивной концепции, информация есть неотъемлемое свойство, атрибут материи, присущий последней на всех уровнях ее организации. В таком случае, естественно, следуя проторенной Галилеем и Ньютоном дороге, начинать с исследования закономерностей информационных процессов в простейших природных и технических системах. Так возникли математическая теория информации К. Шеннона [11] и статистико-термодинамический подход [12, 13], в рамках которых информация предстает близкой родственницей такой физической величины, как энтропия – и, соответственно, допускает аналогичное обращение с собой. В рамках атрибутивного подхода информация выступает как универсальная мера гетерогенности систем, позволяющая сравнивать их сложность и многообразие. Оказывается возможным точно измерять количество информации в текстах самого разного происхождения, исследовать и разрабатывать приемы ее кодирования и декодирования, вычислять уровень шума, создаваемого разнообразными помехами, и минимизировать его воздействие, если таковое нежелательно.

Однако атрибутивному подходу присущи и ограничения, наиболее принципиальным из которых представляется сложность описания понятий ценности и смысла информации. Дело в том, что последние, очевидно, определяются природой и состоянием не только – а зачастую и не столько – носителя, но реципиентов информации, и потому ценность и смысл не могут быть приписаны ни самой информации, ни ее материальному носителю – откуда и возникают сложности с ее атрибутивированием.

Согласно функциональной концепции, информация есть системная функция, отношение, качество самоуправляемых и самоорганизующихся систем, в число которых включают биологические и социальные образования, но исключают всю неживую природу [14]. В рамках функциональной концепции «информация есть характеристика не сообщения, а соотношения между сообщением и его потребителем. Без наличия потребителя, хотя бы потенциального, говорить об информации бессмысленно» [10]. Описание информационных процессов в рамках функционального подхода проводится с помощью теоретического аппарата кибернетики; соответственно, наиболее используемым понятием – и более фундаментальным, чем «информация», – оказывается понятие управления.

Однако у функционально-кибернетической концепции имеются свои проблемы. В практическом плане она оказывается более размытой, чем атрибутивная концепция, а результаты, получаемые в ее рамках, – менее строгими и четкими. В теоретико-философском плане возникают сложности с принципом материального единства мира: если полагать, что отношения информационного характера имеют место только в биологических и социальных системах, то получается, что на тех этапах эволюции Вселенной, когда жизнь еще не возникла, или в таких пространственно-временных масштабах, в которых влиянием живого вещества и социума можно пренебречь, никакие процессы и взаимодействия не могут носить информационного характера, и само понятие информации должно быть бессмысленно и неприменимо. Это, конечно, reductio ad absurdum, но существуют и более веские аргументы в пользу важнейшей роли понятия информации для описания процессов на добиологических уровнях организации материи.

Мы полагаем, что противоречие между атрибутивной и функциональной концепциями информации в действительности носит диалектический характер. По всей видимости, между ними имеет место генетическая, эволюционная взаимосвязь. Функционально-кибернетическая концепция, несомненно, полнее отражает особенности информационных процессов в социальных системах и, по крайней мере, не уступает атрибутивной при описании систем биологических [6, 15]. Однако социальная и биологическая формы движения материи возникли на довольно поздних этапах эволюции Вселенной. Им предшествовали физическая и химическая формы движения – но информационные процессы в физических и химических системах лучше описываются в рамках атрибутивной парадигмы [12, 13]; более того, даже процессы развития, в физических и химических системах – а иногда и в биологических [16] – допускают успешное описание на базе атрибутивной концепции.

Таким образом, атрибутивный подход к пониманию информации и информационных процессов, по нашему мнению, можно рассматривать как надежную основу для рассмотрения информационных процессов в физических, химических и многих биологических системах. Более того, на этой основе оказывается возможным сформулировать естественнонаучную информационную картину мира [3], дополняющую и углубляющую ЕНКМ. Расширение же ЕНКМ за счет рассмотрения информационной стороны природных процессов дает дополнительные степени свободы как в интеграции материала курсов естествознания, так и в проектировании и отладке системы межпредметных связей традиционных учебных дисциплин, включая информатику.

 

Литература

1. Свиридов В.В. Построение курса «Концепции современного естествознания» для гуманитарных специальностей вузов / В.В. Свиридов // Вестник Российского университета Дружбы народов. Серия «Фундаментальное естественнонаучное образование». − 1997. − №3(1−3). − С. 114-118.

2. Свиридов В.В. Место курса «Естествознание» в средней школе / В.В. Свиридов // Вестник Российского университета Дружбы народов. Серия «Фундаментальное естественнонаучное образование». − 1997. − №3(1−3). − С. 211-213.

3. Свиридов В.В. Концепции современного естествознания / В.В. Свиридов, Е.И. Свиридова. − СПб: Питер, 2005. − 349 с.

4. Свиридов В.В. Естественнонаучные представления об информационных процессах / В.В. Свиридов, Е.И. Свиридова // Вестник Российского университета Дружбы народов. Серия «Фундаментальное естественнонаучное образование». − 2002. − №7(1−2). − С. 65-74.

5. Гухман В. Физика информации / В. Гухман − [Электронный ресурс] // Курс «Философия информации». − Национальный открытый университет «Интуит». − URL: http://www.intuit.ru/studies/courses/10555/1093/lecture/16995?page=1 (дата обращения 09.03.2016).

6. Коханов В.В. Информационные процессы в природе, обществе и технике / В.В. Коханов. – Чебоксары: Клио, 1997. − 52 с.

7. Свиридов В.В. Введение в естествознание / В.В. Свиридов. – Воронеж: Изд-во ВГПУ, 1996. – 212 с.

8. Aerts D. World Views: From Fragmentation To Integration / D. Aerts et al. – VUB Press: Brussels, 1994. − 32 pp.

9. Урсул А.Д. Информация / А.Д. Урсул // Философский энциклопедический словарь. — М.: Сов. энциклопедия, 1983.

10. Шауцукова Л.З. Информатика 10–11: Учебник / Л.З. Шауцукова. — М.: Просвещение, 2000. − 279 с.

11. Шеннон К.Э. Работы по теории информации и кибернетике / К.Э. Шеннон. – М.: Издательство иностранной литературы, 1963. − 829 с.

12. Поплавский Р.П. Термодинамика информационных процессов / Р.П. Поплавский. – М.: Наука, 1981. − 256 с.

13. Хакен Г. Информация и самоорганизация / Г. Хакен. – М.: КомКнига, 2005. − 248 с.

14. Могилев А.В. О перспективах развития информатики как учебного предмета // Педагогическая информатика. – 2000.– №2. – С. 30-35.

15. Седов А.Е. Развитие концепций информации в контексте биологии / А.Е. Седов, Л.В. Попов, С.В. Чудов // Полигнозис. – 1998. – № 5.

16. Волькенштейн М.В. Биофизика / М.В. Волькенштейн. – СПб.: Лань, 2012. – 608 с.

 

 

НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ КУРСА «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ» СРЕДНЕЙ (ПОЛНОЙ) ШКОЛЫ

 

И.В. Разумовская, д.хим.н., к.ф.-м.н., профессор кафедры теоретической физики Московского педагогического государственного университета; irinarasum9@mail.ru

 

Введение курса «Естествознание» в 10-11 классах общеобразовательной школы и в классах гуманитарного направления в нынешних условиях усеченных естественнонаучных курсов представляется не худшим паллиативом. Но и в классах естественнонаучного профиля такой обобщающий курс желателен в качестве элективного и обобщающего.

Характерной особенностью современной постнеклассической науки (по терминологии академика В.С. Степина) является междисциплинарность. При этом подразумевается синергетический принцип, при котором результат не является простым аддитивным итогом составляющих частей, а обладает новыми качествами. Этот принцип должен быть свойственен и курсу «Естествознание» , и это самое сложное при определении его структуры и содержания. Вместо лоскутного одеяла из разделов физики, химии, биологии и географии мы стремимся к единому красочному ковру. Именно на таком пути можно говорить о метапредметных знаниях, требуемых ФГОС.

Между тем учителя-естественники, берущие на себя труд читать курс «Естествознание», в основном к этому не подготовлены (за исключением выпускников соответствующей магистратуры). Так в МПГУ в учебных планах бакалавриата по физике присутствуют курсы по химии, а в планах бакалавриата по химии – физические курсы, но в планах биологов и географов общие основы физики вообще исчезли. Учитывая, насколько мал в настоящее время багаж по физике выпускника общеобразовательной школы, очевидна неизбежность «однобокого» содержания курса «Естествознание», который читают учителя биологии и географии. В свою очередь, будущие учителя физики в МПГУ усердно изучают антропологию, но не знакомы с основными положениями современной биологии.

Видимо, следует поставить задачу подготовки бакалавров по специальности «Физика и естествознание», «Химия и естествознание», «Биология и естествознание», «География и естествознание», естественно с пятилетним обучением.

При определении структуры курса «Естествознание» возможны два подхода. Первый основан на делении окружающего нас мира по размерному принципу, при этом структура курса в той или иной форме включает рассмотрение особенностей микромира (элементарные частицы, атомы, молекулы), наномира, макромира и мегамира. При такой структуре внутрипредметность курса обеспечивается, но требуется тщательно продуманное «наведение мостов» между разными по размерностям мирами, чтобы подчеркнуть неразрывную связь между ними: влияние химической эволюции Вселенной на элементный состав конкретно Земли; возможная связь возникновения и эволюции «РНК-мира» с матричным синтезом органики на поверхности кристаллов; связь динамики литосферных плит с вымиранием некоторых видов животных и пр. и пр. Некоторые из этих связей установлены, некоторые гипотетические, но правдоподобные, что помогает учащимся понять эволюцию научной мысли.

Второй подход к структуре курса нам представляется более перспективным по нескольким причинам. Глобальный эволюционизм – еще один признак постнеклассической науки. Построение курса «Естествознание» в соответствии с этим принципом предполагает развертку не в размерности объектов, а во времени. В нашем пробном учебнике для 10-11 классов, созданном по заданию Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО, мы последовательно рассмотрели возникновение Вселенной, ее эволюцию, формирование Солнечной системы и Земли, эволюцию сфер Земли, биологическую эволюцию, включая эволюцию человека и его научно-технической деятельности. Такая структура курса позволила включать уже известные и новые знания по физике, химии, биологии, географии по мере надобности, тем самым подчеркивая неделимость современной науки. Внутрипредметные связи вытекали из самого построения курса, а связи между физическими, химическими, биологическими и географическими процессами и явлениями были одномоментными и потому очевидными. Курс завершался главой «Эволюция продолжается», которая заставляет учащегося отчетливее осознать свое место, свою роль и ответственность в непрерывно изменяющейся природе.

Сопоставление свойств человека и других животных не в статике, а при эволюционном подходе дает возможность в полной мере продемонстрировать, как формировались не только физиологические особенности человека, но также его интеллект, формы общения и мораль. Приводя примеры сознательной орудийной деятельности животных, их рассудочной и социальной деятельности, учитель имеет возможность коснуться проблем этологии и генетики поведения животных, подчеркнуть их сходство с человеком, что важно в воспитательных целях. Учащиеся должны прочувствовать, что человек – не результат одномоментного акта творения или гигантского эволюционного скачка, а часть животного мира, за который он несет ответственность. При таком подходе формируется моральная сторона экологического воспитания.

Структура курса, основанная на принципе глобального эволюционизма, имеет дополнительное преимущество, оказывая эмоциональное воздействие на учащегося.

В заключение надо отметить важную роль научно-популярной литературы в подготовке учителя к чтению курса «Естествознание». Школьные учебники естественно отстают от современной науки и иногда (в основном речь идет о биологии и географии) содержат несколько устаревшие сведения. Астрономия из школьных курсов ушла. Вышедшие в последние годы книги Евгения Кунина [1], Александра Маркова и Елены Наймарк [2, 3], Н.К. Короновского [5], Эдварда Уилсона [6] и др. позволяют поддерживать курс «Естествознание» на должном научном уровне. Отдельного внимания и восхищения заслуживают книги учителей: Л.В. Тарасова [9–11], К.Ю. Еськова [12]. В Интернете есть очень интересные уроки и разработки разных учителей непосредственно по курсу «Естествознание» или по смежным вопросам. Желательно было бы в какой-то форме сконцентрировать все это (включая электронные варианты книг А. Маркова и др., а также обновляющийся список рекомендуемой литературы) на специальном сайте в помощь учителю естествознания.

 

Литература

1. Кунин Е.В. Логика случая. О природе и происхождении биологической эволюции. – М.: ЗАО Издательство Центрполиграф, 2014. – 527 с.

2. Марков А. Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы. – М.: Астрель: CORPUS, 2012. – 127 с.

3. Марков А. Эволюция человека. В 2 кн.: Кн. 1. Обезьяны, кости и гены. – М.: АСТ: CORPUS, 2013. – 464 с. Кн. 2. Обезьяны, нейроны и душа. – М.: АСТ: CORPUS, 2013. – 512 с.

4. Марков А., Наймарк Е. Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий. – М.: АСТ: СORPUS, 2014. – 656 с.

5. Короновский Н.В. Наша планета Земля. – М.: Издательство «Весь мир», 2002. – 224 с.

6. Уилсон Э. Хозяева Земли. Социальное завоевание планеты человечеством. – СПб.: Питер, 2014. – 352 с.

7. Хейзен Р. История Земли: От звездной пыли к живой планете: Первые 4 500 000 000 лет; Пер с англ. – М.: Альпина нонфикшн, 2015. – 346 с.

8. Кларк Д.П. Микробы, гены и цивилизация. – М.: Эксмо, 2011. – 272 с.

9. Тарасов Л.В. Недра нашей планеты. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. – 400 с.

10. Тарасов Л.В. Атмосфера нашей планеты. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012. – 412 с.

11. Тарасов Л.В. Земля – беспокойная планета: Атмосфера, гидросфера, литосфера. Книга для школьников… и не только. – М.: Издательство ЛКИ, 2013. – 352 с.

12. Еськов К.Ю. Удивительная палеонтология: история Земли и жизни на ней. – М.: ЭНАС-КНИГА, 2012. – 312 с.

 

 

СТАНОВЛЕНИЕ МЕТОДИКИ ПРЕПОДАВАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННОГО КУРСА «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ» И МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА УЧИТЕЛЯ

 

И.Ю. Алексашина, д.п.н., профессор, зав. кафедрой естественно-научного образования Санкт-Петербургской академии постдипломного педагогического образования (СПб АППО); aleksa28@list.ru

 

Традиционно методика преподавания учебной дисциплины рассматривает совокупность педагогических явлений в системе процесса обучения, обусловленных спецификой конкретного учебного предмета. При этом методика исходит из общих принципов дидактики и опирается на данные педагогической психологии, установленные ею закономерности усвоения знаний и развития познавательных психических процессов.

Содержание учебного предмета формируется и развивается, отражая логику научного познания в данной предметной области. Соответственно методика обучения предмету базируется на методологических основах конкретной науки [5]. В связи с развитием интегрированных учебных курсов, предусматривающих межпредметное взаимодействие, структуру и отбор содержания такого курса определяет выбор системообразующего элемента интеграции. Это в свою очередь сказывается на структурных элементах методики преподавания интегрированного курса, в нашем случае – естествознания [4].

Разработка первой примерной программы дисциплины «Методика преподавания естествознания» ( теория и методика обучения естествознанию) для специальности «Естествознание» (составители И.Ю. Алексашина, Н.С. Пурышева, Т.Н. Шамало) [8, с. 179-191], осуществлялась в традиционной структуре учебных тем. На современном этапе становления методики преподавания курса «Естествознание», который обусловлен стратегиями ФГОС активно формируется опыт преподавания естествознания в России и за рубежом на разных этапах непрерывного образования [3, 6, 14].

Вызовы современного этапа развития педагогической науки и образовательной практики, с одной стороны, и специфические особенности построения курса «Естествознание», с другой стороны, дают основания для обсуждения как перечня структурных элементов методики преподавания учебного предмета «Естествознание», так и их наполнения. Эта проблема напрямую связана с проблемой формирования концептуально-методологических установок учителей естествознания. Так как именно через призму концептуальных идей интегративного подхода в естественнонаучном образовании можно сформировать новые профессиональные компетенции в методике преподавания [3, с. 129-138].

Среди вопросов, обогащающих раздел общей методики преподавания курса естествознания, можно назвать такие как: интегративный подход в естественнонаучном образовании; концепция гуманитаризации содержания естественнонаучного образования; концептуальная преемственность предметных и интегрированных курсов. Принципиально по-новому в рамках интегративного подхода рассматривается вопрос целеполагания, когда планируемые образовательные результаты учащихся (личностные, предметные, метапредметные) анализируются педагогами в сопряжении с ценностно-смысловыми ориентирами и ведущими идеями учебного предмета, которые являются системообразующими элементами курса «Естествознание», разработанного авторским коллективом под руководством И.Ю. Алексашиной. Методическая поддержка этих положений осуществлена в специально разработанных пособиях для системы повышения квалификации [7, 15] и в рамках модулей дистанционного курса «Теория и методика преподавания курса «Естествознание».

Подходы к отбору и разработке содержания учебного материала интегрированного курса также предполагают новации. Прежде всего, это связано с определением концепта как дидактической единицы курса «Естествознание», что задает новый уровень обобщения смысловых единиц учебного текста. Методическое сопровождение учителей в этом направлении осуществляется на основе учебных пособий, разработанных И.А. Шерстобитовой [16]. Межпредметному осмыслению педагогами содержания универсальных понятий способствует учебное пособие А.В. Ляпцева и коллектива авторов [8]. Важное значение для осмысления гуманитарных оснований интеграции содержания учебного предмета «Естествознание» играет освоение педагогами поликонтекстуального подхода к отбору и анализу содержания учебного материала. Учебные пособия и модуль образовательной программы подготовлены О.В. Малярчук [11]. На помощь педагогам в конструировании учебно-познавательных задач разного уровня сложности нацелены разработки О.А. Абдулаевой [1].

Наполнение процессуального компонента методики преподавания естествознания связано прежде всего с осмыслением дидактического потенциала метакогнитивных образовательных технологий – оптимально раскрывающих образовательный потенциал интегрированных курсов – и представлено в пособиях Е.В. Иваньшиной [9]. Особенности методики проектно-исследовательской деятельности при изучении курса «Естествознание» описаны в пособиях О.А. Ивашедкиной [2]. Перечисленные и другие аспекты разработки методики преподавания интегрированного курса «Естествознание» представлены в коллективных монографиях кафедры естественнонаучного образования [12].

Внимание к методическому сопровождению учителей естествознания обусловлено новациями в методике преподавания этого предмета, описанными выше. Разработанный комплекс методических материалов способствует:

– реализации образовательных маршрутов переподготовки и повышения квалификации учителей естествознания [13];

– осознанию учителем ценностно-смысловых ориентиров освоения нового содержания, методов и средств обучения;

– содержательному обогащению структурных элементов методики преподавания учебного предмета «Естествознание».

 

Литература

1. Абдулаева О.А. Межпредметные задачи в практической деятельности учителя: учебно-методическое пособие/ О.А. Абдулаева/ под науч. ред. И.Ю. Алексашиной – СПб.: СПб АППО, 2013. – 80 с.

2. Абдулаева О.А., Ивашедкина О.А. Организация учебной проектной и исследовательской деятельности при изучении курса «Естествознание»: методическое пособие / О.А. Абдулаева, О.А. Ивашедкина. – СПб.: СПб АППО, 2014. – 66 с.

3. Алексашина И.Ю. Проблемы преподавания естествознания в России и за ру-бежом / 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.

4. Алексашина И.Ю. Моделирование методики преподавания интегрированного курса «Естествознание»: монография / И.Ю. Алексашина. – СПб: СПб АППО, 2015. – 178 с.

5. Алексашина И.Ю. О перспективах развития методики как науки и учебной дисциплины// Районная методическая служба /сборник статей под науч. редакцией В.Ю. Кричевского. – СПб.: СПбГУПМ, 1998. – С. 6-8.

6. Алексашина И.Ю. Интегрированный курс «Естествознание» как новый учебный предмет: теоретический анализ, проблемы и опыт реализации / И.Ю. Алексашина // Непрерывное образование в Санкт-Петербурге. – 2015. – № 2. – С. 22-34.

7. Алексашина И.Ю., Спасская У.Б., Ульянова А.А. Методика обучения естествознанию: Концептуально-методологические установки учителя естествознания: рабочая тетрадь слушателей системы постдипломного образования педагогов. – СПб.: СПб АППО, 2011. – 52 с.

8. Дмитриев, И.С. и др. Общенаучные понятия в системе изучения курса «Естествознание»: методическое пособие под ред. И.Ю. Алексашиной / И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев, И.А. Шерстобитова, О.А. Ивашедкина. – СПб.: СПб АППО, 2012. – 134 с.

9. Иваньшина Е.В. Методика применения технологии развития критического мышления при изучении курса «Естествознание» старшей школы: учебно-методическое пособие / Е.В. Иваньшина. – СПб.: СПб АППО, 2015. – С. 50.

10. Естествознание: Программы и учебно-методические материалы. – М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1999. – 192 с.

11. Малярчук О.В. Методика использования историко-научного содержания в курсе «Естествознание»: учебно-методическое пособие / О.В. Малярчук / под науч. ред. И.Ю. Алексашиной. – СПб.: СПб АППО, 2015. – 84 с.

12. Методические ориентиры преподавания интегрированного курса «Естествознание»: монография/ И.Ю. Алексашина, О.А. Абдулаева, М.В. Ибрагимова, Е.В. Иваньшина, О.А. Ивашедкина, Е.В. Левашко, О.В. Малярчук, С.И. Смирнов, О.В. Фролова, И.А. Шерстобитова /под научной редакцией И.Ю. Алексашиной. – СПб.: СПб АППО, 2014. – 132 с.

13. Образовательные маршруты педагогов в системе повышения квалификации: сборник образовательных программ кафедры естественно-научного образования СПбАППО /под научной редакцией И.Ю. Алексашиной. – СПб.: СПб АППО, 2008. – 185с.

14. Опыт преподавания естествознания в России и за рубежом: сборник научных статей/ И.Ю. Алексашина, А.Т. Глазунов, Е.В. Иваньшина, С.Б. Игнатов, В.А. Игнатова, Т.Б. Казачкова, В.Н. Князев, М.Ю. Королев, А.Н. Мансуров, Н.А. Мансуров, Н.И. Одинцова, А.Ю. Пентин, Е.Б. Петрова, Г.В. Пичугина, Г.П. Смирнова, О.В. Фролова, А.Б. Шарова. – М.: Издательство Инфра-М, 2015. – 167 с.

15. Фролова О.В. Реализация преемственности курсов биологии и естествознания (на примере изучения темы «Естественные науки и здоровье человека»): учебно-методическое пособие / О.В. Фролова. – СПб.: СПб АППО, 2015. – 78 с.

16. Шерстобитова И.А. Естествознание: 10–11. Концептуальный анализ учебного текста: учебно-методическое пособие. Ч 1., Ч 2/ И.А. Шерстобитова – СПб.: СПбАППО, 2010.

 

 

О ПРОГРАММАХ ПО ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ ДЛЯ СРЕДНЕГО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

Н.И. Одинцова, д.п.н., профессор кафедры физики для естественных факультетов Московского педагогического государственного университета; Natalia.Odintsova@hotmail.com

 

Программа по учебному предмету – основной документ, в соответствии с которым выстраивается изучение курса в том или ином образовательном учреждении. Применительно к новому учебному предмету «Естествознание» на современном этапе можно говорить о трех типах программ: 1) примерная программа, которая задает образовательный минимум изучения естествознания в школе; 2) программа в соответствии с которой написан текст учебников по естествознанию; 3) рабочая программа, которая строится на основе примерной с учетом конкретных условий обучения в данном классе и выбранного комплекта учебников. Все три типа программ разрабатываются для двух видов образования, в рамках которых, согласно ФГОС, предусмотрено изучение естествознания: среднее общее образование (общеобразовательные учреждения) и среднее профессиональное образование (профессиональные образовательные учреждения, реализующие образовательную программу среднего общего образования).

В настоящий момент идет разработка и утверждение примерных программ для старшей школы по всем учебным предметам. Это сложный процесс, поскольку определение образовательного минимума всегда носит характер дискуссии. Однако, если для программ по большинству предметов ориентирами служат устоявшиеся традиционные программы, по которым учителя работали много лет, то для программ по естествознанию, в силу новизны этого учебного предмета, такие ориентиры отсутствуют. В связи с этим важно выработать общие подходы, которые были бы приняты исследователями в области естественнонаучного образования, учителями, разработчиками УМК и другими участниками образовательного процесса.

Примерная программа для профессиональных образовательных организаций [1] включает в себя пояснительную записку, общую характеристику учебной дисциплины «Естествознание», место учебной дисциплины в учебном плане, результаты освоения и содержание учебной дисциплины. Согласно программе, «Естествознание» является предметом по выбору из обязательной предметной области ФГОС среднего общего образования и изучается в течение одного года. Результаты освоения естествознания в программе совпадают с перечисленными во ФГОС СОО.

Содержание дисциплины представлено в двух вариантах – по профессиям СПО (270 ч, из них аудиторных – 180 ч) и по профилям СПО (162 ч, из них аудиторных – 108 ч). Оба варианта содержат три раздела: «Физика», «Химия», «Биология». В каждом из них в сильно сокращенном виде представлены вопросы, которые традиционно изучаются в рамках соответствующих монопредметов.

Недостаток такой программы очевиден – это отсутствие интеграции естественнонаучных знаний, замена ее простым последовательным изложением. Но, с другой стороны, такой подход к структурированию и отбору содержания не нарушает привычную логику естественнонаучного образования и содержит проверенный устоявшийся образовательный минимум. Кроме того, такой курс легко можно «разделить» между учителями физики, химии и биологии.

Видимо, следует признать, что в условиях дефицита кадров и учебно-методических материалов такой путь в учреждениях профессионального образования для студентов, которые не связывают свою будущую профессию с естественными науками, приемлем. Предложенные в примерной программе структура и содержание курса привычны преподавателям естествознания. «Принцип соответствия» всех программ примерной программе легко выполним, поскольку рабочие программы и до этого составлялись по схеме «физика-химия-биология», а специальных учебников для работы в профессиональных заведениях и программ для работы по ним просто не существует.

Примерная программа для общеобразовательных учреждений включает в себя предметное содержание курса «Естествознание 10-11» и предметные результаты обучения естествознанию. В настоящее время обсуждается проект такой программы [2].

Приведем примеры названий первых тем программы (всего их 12): «Система наук о природе и естественнонаучная картина мира», «Дискретное строение вещества», «Периодический закон и строение вещества», «Физические поля», «Вселенная и Земля», «Химические явления». Из приведенных названий видно отсутствие единой концепции и логики в построении курса: строение вещества дублируется во второй и третьей теме; название «Вселенная и Земля» представляется странным, поскольку Вселенная включает в себя Землю; не ясно, почему в отдельную тему выделены химические явления, но нет тем, посвященных физическим и биологическим явлениям и т.д.

Впечатление о непоследовательности и фрагментарности программы нарастает при знакомстве с наполнением тем конкретными вопросами. Так, в первой теме предлагается следующий элемент содержания: «Естественнонаучная картина мира (смысл понятия) и ее эволюция: физическая, механическая, электродинамическая, квантово-полевая» [2, с. 1]. Уже это говорит о том, что авторы программы сами слабо представляют «смысл понятия» и сводят естественнонаучную картину мира к физической (тем более странным кажется первый этап ее эволюции – «физическая»).

Некорректные формулировки в большом количестве встречаются и при описании предметных результатов обучения естествознанию. Например, выпускник на базовом уровне научится «классифицировать уровни научного познания и их составляющие: миры (наномир и микромир, макромир, мегамир), физические явления, химические реакции, биологические процессы, уровни организации материи, уровни организации жизни» [2, с. 1]. Во-первых, все, что перечислено после двоеточия никакого отношения к уровням познания не имеет, во-вторых, через запятую ставятся совершенно нерядоположенные понятия (например, мегамир и химические реакции). Весьма грустно и опасно, если такой «естественнонаучный винегрет» сложится в голове выпускника школы.

Подобных примеров можно привести множество. Кроме того, ни один из разработанных УМК по естествознанию (Министерством образования РФ в настоящее время рекомендованы четыре комплекта учебников) не соответствует этому проекту, и, как следствие, учитель окажется перед дилеммой: составлять рабочую программу в соответствии с примерной программой или учебником. В связи с этим проект программы требует коренных изменений, поскольку он не создает условий для выполнения требований, регламентируемых ФГОС, в том числе первостепенной задачи обучения естествознанию – формирования целостной современной естественнонаучной картины мира.

Программа для общеобразовательных учреждений, разрабатываемая на кафедре физики для естественных факультетов МПГУ [3, с. 57-63]. Создание этой программы тесно связано с задачей подготовки учителя естествознания, которую сотрудники кафедры с 2008 года решают в ходе преподавания различных дисциплин в магистратуре «Современное естествознание» (направление «Педагогическое образование»).

В основе программы лежат следующие идеи:

– курс естествознания должен включать две содержательные линии («Естественнонаучная картина мира» и «Практическое естествознание»);

– интеграционные центры школьного курса – те же, что и системы естественных наук (общий объект изучения – природа, общие методы ее изучения – естественнонаучные методы познания, общие понятия, такие как энергия, симметрия и др.);

– структура курса строится по размерному признаку (объекты мега-, макро-, микромира);

– логика курса разворачивается в двух аспектах: сначала школьники изучают элементы этих миров от галактик до элементарных частиц, далее переходят к рассмотрению эволюции объектов живой и неживой природы от Большого взрыва до наших дней.

Приведем названия тем программы (см. таблицу).

Содержательная линия

«Естественнонаучная картина мира»

Содержательная линия «Практическое естествознание»

Естествознание – система наук о природе

Мегамир

Макромир: общие закономерности живой и неживой природы

Макромир: особенности живой природы

Микромир

Эволюционная картина мира

Естествознание и здоровье человека

Современные технологии

Экологические проблемы и пути их решения

Сопровождение всех тем программы: экспериментальные задания, работа над проектами и т.п.

 

Содержание каждой из тем программы разрабатывается преподавателями кафедры по следующей схеме: логика изучения темы, естественнонаучная база для ее изучения (что учащиеся знают из основной школы), интеграционный потенциал темы, ключевые понятия и законы, современные естественнонаучные аспекты.

На наш взгляд, описанная выше программа может служить основой для примерной программы по естествознанию, поскольку, во-первых, учитывает опыт, накопленный при разработке всех четырех имеющихся сегодня комплектов учебников по естествознанию, во-вторых, обладает четкой и понятной структурой, в-третьих, прошла апробацию на базе МПГУ.

 

Литература

1. Самойленко П.И. Примерная программа общеобразовательной учебной дисциплины «Естествознание» для профессиональных образовательных организаций/ П.И. Самойленко, О.С. Габриелян, П.М. Скворцов. – М.: Издательский центр «Академия», 2015. – 34 с.

2. Проект примерной программы по естествознанию для среднего общего образования / http://edu.crowdexpert.ru/secondary_school/programs/natural_science.

3. Одинцова Н.И. Методика обучения естествознанию (общие вопросы) / Н.И. Одинцова. – М.: Карпов Е.В., 2015. – 68 с.

 

 

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ: К РАЗРАБОТКЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ БАЗОВОГО КУРСА

 

Е.В. Высоцкая, к.психолог.н., ведущий научный сотрудник Психологического института РАО, Москва; h_vysotskaya@mail.ru

С.Б. Хребтова, к.х.н., доцент кафедры органической химии Московского педагогического государственного университета; sv_khrebtova@mail.ru

М.А. Янишевская, к.психолог.н., старший научный сотрудник Психологического института РАО, Москва; y_maria@mail.ru

 

Требования к усвоению школьных предметов Федерального государственного стандарта среднего общего образования [1] определяют их содержание как деятельностно-ориентированное. Главное здесь – функциональная грамотность ученика, выбирающего «базовый» курс. Содержание интегрированного курса естествознания, соответственно, в первую очередь должно отвечать формированию возможности ученика действовать в окружающем мире, опираясь на усвоенные им в средней школе знания комплекса естественнонаучных дисциплин.

В связи с этим возникает вопрос, ответ на который нам не представляется очевидным: базой чего именно должно стать освоение учащимися старших классов учебных курсов, дающих «базовый уровень» − физики, химии и биологии или интегрированного курса естествознания? Традиционное представление о базовом содержании предмета, предшествующем его углубленному усвоению, здесь противоречит назначению «базовых» курсов – их выбирают учащиеся, которые, как правило, выбрали для углубленного изучения другие предметы и ориентируются на профессиональную деятельность, подготовка к которой может оказаться лишь косвенно связана с изучением естественных наук. Тем не менее возможность выбора учащимся разных уровней изучения предметов старшей школы, по замыслу новых стандартов, не должна существенно ограничивать возможности ученика приобрести серьезный образовательный результат.

Требования к усвоению учебного содержания, адресованные учителю, определяют выбор содержания предмета, которое попадет в его рабочую программу. Выбирая изучаемый естественнонаучный материал, форму его подачи, контрольно-измерительные материалы, которые будут использованы, учитель должен представлять себе функциональную нагрузку «базового курса», и в первую очередь содержание наиболее общих задач, которые возникнут перед учащимися в сфере его «взрослой» деятельности и ответственности, и для которых приобретенные в учебном процессе знания выступят в качестве необходимых средств решения. По сложившейся традиции, разработка рабочей программы и выбор дидактического оснащения учебного процесса начинаются с выбора конкретных тем, которые будут изучены. Описание образовательных результатов их изучения тем самым неизбежно превращается в перечень получаемых за счет изучения конкретных тем предметных знаний, умений и навыков. Примерные программы и перечни требований к их усвоению, создаваемые по этому принципу, представляют собой авторские образцы предметно-тематической организации содержания предметов, которые учитель может непосредственно воплотить в собственной практике, лишь варьируя некоторые детали их конкретной реализации (например, материалы, предоставляемые для обсуждения учителями интернет-ресурсом [2]).

Однако деятельность по созданию учителем рабочей программы может быть организована совершенно иначе, если он сможет опереться на конкретные представления об образовательном результате изучения естествознания в качестве исходных требований к организации учебного материала. Понимая, какие именно средства решения познавательных и практических задач человека в природе составляют деятельностное содержание изучаемого раздела, и как должен быть для этого выбран и представлен адекватный учебный материал, учитель сможет точно представить, какие именно результаты и какими дидактическими средствами будут достигнуты учащимися в процессе изучения темы. Модульная (задачная) организация обучения представляется здесь наиболее перспективной, так как позволяет поддерживать в каждом учебном фрагменте весь комплекс задаваемых стандартом общих требований к результатам освоения предмета. Предметное «наполнение» учебных модулей, темы и формы собственных учебных и проектных работ учащихся в рамках предмета могут быть, соответственно, в широких пределах выбраны самим учителем в соответствии с запросами и возможностями группы учащихся, с которыми он работает.

Апробированное в течение многих лет содержание курса интегрированного предмета «Естествознание» для старшей школы [3-6 и др.], если рассматривать его с точки зрения изучения природы как ресурса человеческой жизнедеятельности, можно представить себе как объединение четырех основных предметных линий: изучение деятельности человека в природе и ее объективных законов как ресурса исторического развития человеческого знания и способа его трансляции; изучение самой природы как ресурса человеческого труда, техник и технологий, ресурса жизнеобеспечения человеческого организма и ресурса развития цивилизации.

Содержание отдельных предметных модулей, например, «Устройство и эволюция Вселенной», «Здоровье человека», «Энергетика», «Устройства и приборы» и др., представляет эти линии в соотношении, которое зависит от конкретных познавательных и учебных запросов ученической аудитории. Предоставляя учителю средства разработки его собственного проекта разворачивания деятельностного содержания предметных линий естествознания, как примерную программу, в первую очередь, на наш взгляд, следует выделить и описать ряд общепредметных требований к образовательному результату (ученик получит возможность научиться…), выполнение которых поддерживается на естественнонаучном материале в соответствии с предметными линиями. Далее − определить набор конкретных средств решения предметных задач, охватываемых содержанием базовых курсов естественных дисциплин, интегрируемых естествознанием (ученик научится…). Затем, в соответствии с усваиваемым в рамках предметных линий функциональным содержанием естествознания, можно определить познавательное и инструментальное назначение предметных единиц, описывая функциональные дидактические единицы естествознания, конкретизирующие требования стандарта к усвоению его предмета.

Таким образом, если предметные единицы содержания курса естествознания определить со стороны их назначения в процессе формирования составляющих образовательного результата, то содержанием разработки его примерной программы становится определение комплекса средств его достижения, а учитель получает возможность составлять собственную программу, описывая, какими конкретно дидактическими средствами этот результат будет достигнут.

Приведем описание тематического фрагмента «Энергетика природных и технологических процессов» в составе проекта примерной программы базового курса естествознания, составленной на вышеизложенных принципах. Разделы программы соответствуют исходным требованиям ФГОС СОО к образовательному результату.

I. Сформированность представлений о целостной современной естественнонаучной картине мира, о природе как единой целостной системе, о взаимосвязи человека, природы и общества; о пространственно-временных масштабах Вселенной.

Ученик получит возможность: устанавливать взаимосвязь процессов, протекающих с поглощением и выделением энергии; обосновывать происхождение природных энергетических ресурсов человечества, оценивать перспективы и ограничения их использования; обосновывать взаимозаменяемость источников энергии; сравнивать и оценивать состав энергетических ресурсов человека в настоящее время, в ближайшей и отдаленной перспективе; обосновывать соответствие необходимой формы энергии характеру природного или производственного процесса; оценивать роль энергетических аспектов решения глобальных проблем человечества.

Ученик научится: характеризовать процессы перехода форм энергии в наблюдаемых явлениях природы и в устройствах, созданных человеком; соотносить форму энергии и возможности ее выработки, транспортировки и потребления.

Предметное содержание. Закон сохранения энергии как основа взаимосвязи производства и превращения видов энергии. Агрегатные состояния вещества и переходы между ними с точки зрения теплового баланса. Законы термодинамики, термодинамическая система и ее равновесие. Энергетический и энтропийный факторы как основа прогноза направления самопроизвольного процесса. Необратимость тепловых процессов. Недостижимость теплового равновесия Вселенной. Роль фотосинтеза как формы усвоения солнечной энергии. Химические реакции как источники тепла и электрического тока. Ядерный распад и синтез как источники энергии.

II. Владение знаниями о наиболее важных открытиях и достижениях в области естествознания, повлиявших на эволюцию представлений о природе, на развитие техники и технологий.

Ученик получит возможность: связывать развитие энергетики с развитием материального производства в разные исторические периоды; соотносить закономерности развития промышленности и применения энергетических ресурсов с ходом технического прогресса и развитием научного знания.

Ученик научится: характеризовать и оценивать ресурсные ограничения использования человеком основных источников энергии в различные исторические периоды.

Предметное содержание. Исторические вехи использования человеком природных энергетических ресурсов и создания искусственных промышленных и бытовых источников и устройств, преобразующих различных видов энергии. Проблемы энергетического обеспечения сфер человеческой жизни и материального производства. Использование работы пара и расширения газа для получения механической энергии. Взаимосвязь электрических и магнитных явлений как основа получения электроэнергии. Создание технологии переработки нефти для получения высокоэффективного топлива. Открытие строения атома и возможность использования ядерных реакций для получения энергии.

III. Сформированность умения применять естественнонаучные знания для объяснения окружающих явлений, сохранения здоровья, обеспечения безопасности жизнедеятельности, бережного отношения к природе, рационального природопользования, а также выполнения роли грамотного потребителя.

Ученик получит возможность: адекватно оценивать цели и риски производства и транспортировки энергии, предсказывать потенциально опасные ситуации при практическом использовании электроэнергии, различных видов твердого, жидкого и газообразного топлива, предвидеть возможные пути их предотвращения или же минимизации их последствий.

Ученик научится: соотносить сведения о составе и химических свойствах компонентов топлива с их назначением и требованиями к их безопасному использованию; определять риски воздействия на окружающую среду компонентов топлива и продуктов их полного и неполного сгорания; безопасному обращению с применяемыми в быту горючими и легковоспламеняющимися веществами, электробытовыми приборами, автономными источниками энергии.

Предметное содержание. Источники питания в современной технике. Принципы получения, преобразования, сохранения и передачи энергии в тепло-, ветро- и гидроэнергетике, использование солнечной и атомной энергии. Основные требования безопасности добычи, переработки, хранения и использования горючих и легковоспламеняющихся веществ. Пути повышения эффективности получения, передачи и использования электроэнергии.

IV. Сформированность представлений о научном методе познания природы и средствах изучения мегамира, макромира и микромира; владение приемами естественно-научных наблюдений, опытов, исследований и оценки достоверности полученных результатов.

Ученик получит возможность: ознакомиться с работой измерительных устройств, используемых для поддержания безопасной эксплуатации источников и потребителей энергии; познакомиться с методами, используемыми для проведения экологического мониторинга и принимать участие в экспериментальных проектах, связанных с оценкой состояния окружающей среды.

Ученик научится: проведению и интерпретации элементарного эксперимента, связанного с получением и использованием тепловой и электрической энергии; прогнозировать горючесть вещества на основании его элементного состава; оценивать энергетическую эффективность топлива на основании справочных данных о стандартных тепловых эффектах; рассчитывать работу и мощность электрического тока; оценивать КПД устройства по данным измерений и расчетов.

Предметное содержание. Лабораторные опыты, создание и испытание моделей, иллюстрирующих принципы работы источников и потребителей энергии и служащих для измерения показателей их функционирования. Расчет тепловых эффектов сгорания топлива для оценки его эффективности. Измерение и расчет работы и мощности как основа оценки эффективности источника и потребителя электроэнергии и тепла.

V. Владение понятийным аппаратом естественных наук, позволяющим познавать мир, участвовать в дискуссиях по естественно-научным вопросам, использовать различные источники информации для подготовки собственных работ, критически относиться к сообщениям СМИ, содержащим научную информацию.

Ученик получит возможность: на основе естественнонаучных представлений обсуждать современные проблемы и перспективы использования природных запасов горючих материалов в качестве производственных и энергетических ресурсов человечества; участвовать в общественных проектах по вопросам энергосбережения; обосновывать возможные пути решения энергетической проблемы; осуществлять поиск научной и технической информации, связанной с расширением и дополнением знаний по проблемам энергетики и энергосбережения; на основе приобретенных знаний оценивать доступные источники информации, относящейся к проблемам энергетики, энергоснабжения и экологическим аспектам потребления энергетических ресурсов.

Ученик научится: решать качественные задачи, требующие применения законов сохранения энергии и газовых законов; на основании расчета сравнивать и оценивать эффективность различных источников энергии в заданных условиях; обосновывать принципы работы тепловых двигателей; связывать назначение важнейших видов топлива с составом и строением его компонентов, руководствоваться справочными данными о свойствах изотопов для объяснения их использования в качестве ядерного топлива.

Предметное содержание. Работа, мощность и КПД различных источников энергии и двигателей как показатели их эффективности. Теплопотери при работе электроприборов и их минимизация. Тепловой эффект сгорания органического вещества как основание расчета энергетической эффективности топлива. Проблемы и перспективы замещения природного топлива. Превращения химических элементов: получение эффективного ядерного топлива, возникающие при этом проблемы безопасности и пути их решения.

VI. Сформированность умений понимать значимость естественнонаучного знания для каждого человека, независимо от его профессиональной деятельности, различать факты и оценки, сравнивать оценочные выводы, видеть их связь с критериями оценок и связь критериев с определённой системой ценностей.

Ученик получит возможность: сравнивать (оценивать) энергетическую эффективность и экологическую безопасность работы различных источников и потребителей энергии на основании полученных знаний и выполненных учебно-исследовательских проектов.

Ученик научится: обосновывать необходимость и экологические риски использования различных источников энергии для обиходных и производственных задач; оценивать возможные потери энергии при осуществлении хозяйственной и производственной деятельности; сравнивать и оценивать различные способы поддержания энергетического баланса с точки зрения экономии потребляемой электрической и тепловой энергии; оценивать пути оптимизации автономных источников энергии.

Предметное содержание. Выполнение проектов и моделирование решения проблем, связанных с получением, сохранением, транспортировкой и использованием энергии в конкретных ситуациях на производстве и в быту («Оптимизация потребления электроэнергии», «Обеспечение космических полетов», «Приемы минимизации потерь тепла в быту», «Экологические проблемы теплоэнергетики» и др.).

Содержание требований к образовательному результату учащихся, используемое в качестве системы ориентиров для построения образовательной ситуации, в которой будут развернуты предметные условия их достижения, позволит учителю реализовать адресную поддержку образовательных потребностей различных групп учащихся и осознанного выбора ими индивидуальных образовательных траекторий на завершающей ступени школьного образования.

 

Литература

1. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (10-11 кл.). http://xn--80abucjiibhv9a.xn--p1ai//документы/2365

2. Общественные консультации по примерной основной образовательной программе среднего общего образования. http://edu.crowdexpert.ru/secondary_school/

3. Алексашина И.Ю. Естествознание. 10 кл. / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев, И.И. Соколова – М.: Просвещение, 2016. – 272 с.

4. Алексашина И.Ю. Естествознание. 11 кл. / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, А.В. Ляпцев, М.А. Шаталов. – М.: Просвещение, 2016. – 272 с.

5. Габриелян О.С. Естествознание. 10 кл.: учебник/ О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Н.С. Пурышева, С.А. Сладков, В.И. Сивоглазов – М.: Дрофа, 2014. – 334 с.

6. Габриелян О.С. Естествознание. 11 кл. / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Н.С. Пурышева, С.А. Сладков, В.И. Сивоглазов – М.: Дрофа, 2014. – 336 с.

 

 

ОРГАНИЗАЦИЯ И НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПЕРВОГО В РОССИИ МУНИЦИПАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ГРАМОТНОСТИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УМЕНИЙ ВЫПУСКНИКОВ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ (НА МАТЕРИАЛЕ ФИЗИКИ)

 

В.Г. Разумовский, гл.н.с. Центра естественнонаучного образования Института стратегии развития образования РАО, академик РАО, д.п.н., профессор; razumovsky-v@mail.ru,

А.Ю. Пентин, заведующий Центром, к.ф.-м.н.; pentin@mail.ru,

Г.Г. Никифоров, с.н.с. Центра, к.п.н.; nikiforowgg@mail.ru,

Г.М. Попова, методист по физике, химии, биологии Раменского дома учителя, муниципальный координатор исследования; ms.gmpopova@mail.ru

 

В 2014-2015 уч. г. завершен первый этап совместного исследования Центра естественнонаучного образования Института стратегии развития образования РАО, Комитета по образованию Раменского муниципального района и Раменского Дома учителя по диагностике уровня естественнонаучной грамотности (ЕНГ) и освоения экспериментальных умений, а также мониторингу лабораторной базы кабинетов физики. В 2015-2016 уч. г. (2 этап) исследование, помимо физики, продолжено также на материале биологии. Всего в первом этапе исследования приняли участие 637 учащихся из 43 школ района, среди которых 3 гимназии, 4 школы с углубленным изучением отдельных предметов, 29 средних общеобразовательных школ, 7 основных школ (всего в районе 50 школ).

В ходе первого этапа исследования была сформулирована основная цель всего исследования: определение путей совершенствования преподавания физики (а в дальнейшем и других предметов естественнонаучного цикла) в основной школе, обеспечивающих формирование естественнонаучной грамотности.

I. Цели и инструментарий исследования

Проведен сравнительный анализ структуры умений, входящих в состав ЕНГ, и требований ФГОС к образовательным результатам.

Анализ показал, что эффективен комплексный подход и к формированию, и к диагностике ЕНГ, освоению научного метода познания и экспериментальных умений.

Сравнение требований ФГОС и структуры ЕНГ показывает, что умения, определяющие ЕНГ, и требования стандарта вполне согласуются друг с другом, однако в ФГОС соответствующие умения описаны менее четко и нигде не «собраны» в единый взаимосвязанный комплекс, характеризующий общие цели и планируемые результаты изучения всех естественнонаучных предметов.

И с точки зрения системно-деятельностного принципа ФГОС, основанного на отечественных теориях учения, ЕНГ и общепредметные умения экспериментально-исследовательского характера имеют одинаковые психологические и общедидактические основы.

Поэтому при планировании исследования мы исходили из того, что объединение текстовых и экспериментальных заданий в одной диагностической работе позволит выявить проблемы общего характера в формировании умений и позволит сформировать общие подходы к методике формирования общеучебных умений экспериментального характера и ЕНГ.

В ходе работы были проанализированы результаты международного исследования PISA по ЕНГ, а также отечественный опыт использования экспериментальных заданий с реальным оборудованием в ходе ОГЭ.

Важнейшей задачей исследования, выполняемого в школах Раменского района, была оценка уровня ЕНГ учащихся 9 классов в применении к вопросам, в основном относящихся к физике. Результатами исследования должны были стать:

– диагностика сформированности отдельных умений, характеризующих ЕНГ;

– выявление наиболее острых проблем и затруднений, связанных с формированием ЕНГ учащихся;

– определение основных направлений совершенствования преподавания физики с целью более эффективного формирования ЕНГ.

Проведенный анализ позволил выдвинуть основной принцип конструирования контрольных материалов: объединение заданий по проверке ЕНГ и экспериментальных умений в одной диагностической работе, имеющей соответственно две части. Экспериментальные задания были объединены в 6 вариантов, текстовые задания по оцениванию ЕНГ – в 4 варианта. Каждый из вариантов экспериментальных заданий содержал два задания: одно проверяет предметные и общепредметные умения по проведению прямых и косвенных измерений, построению графиков, наблюдению явлений; второе направлено на проверку умений по исследованию гипотез.

2. Некоторые результаты

2.1. Результаты оценки ЕНГ

Естественнонаучная грамотность в большинстве развитых стран мира рассматривается как главная цель естественнонаучного образования на этапе основной школы. В качестве определения ЕНГ в международном образовательном сообществе чаще всего используется определение, применяемое в международном исследовании PISA. Согласно этому определению, ЕНГ характеризуют три основные группы умений:

1.   Научное объяснение явлений на основе имеющихся знаний.

2.   Применение методов естественнонаучного исследования.

3.   Интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов.

По результатам 1 этапа исследования ЕНГ были сделаны следующие выводы.

2.1.1. Группа умений «научное объяснение явлений»

Результаты диагностики показывают, что наибольшие затруднения вызывают задания, требующие применения физических законов для объяснения явления. Особенно это касается тех случаев, когда надо опираться на математическую формулировку законов. Так, выбирая правильный ответ на вопрос, зависит ли длина тормозного пути автомобиля от размера шин (диаметра и ширины протектора), надо опираться на формулу для величины трения скольжения. Согласно ей, величина силы трения скольжения, вызывающей торможение автомобиля, зависит только от силы нормальной реакции опоры и коэффициента трения для конкретных трущихся материалов. Но никакой зависимости от площади соприкосновения в этой формуле нет. Тем самым и тормозной путь не должен зависеть от размера шин (при прочих равных условиях). Между тем правильный ответ на этот вопрос выбрало всего 7-8% учащихся.

В другом задании для полного ответа на вопрос о причине плавления проводов при коротком замыкании надо было учитывать математический вид законов Ома и Джоуля-Ленца. Упоминания о зависимости количества выделяемой теплоты от квадрата силы тока встречались в ответах учащихся лишь в единичных случаях, однако, понимая сложность этого рассуждения, мы засчитывали и такие ответы, где просто говорилось об увеличении силы тока и как следствие увеличении количества теплоты, выделяемой в проводах.

Значительные затруднения вызвало также применение 3 закона Ньютона для случая, где мальчики из явно разных весовых категорий отталкивают друг друга. При выполнении этого задания правильный ответ выбрали от 35% учащихся. При этом формальное следование 3 закону Ньютона в каком-то смысле даже противоречит очевидности и личному опыту, поскольку трудно, например, себе представить, что крупный мальчик действует на маленького с такой же силой, как маленький на крупного.

В этом, по-видимому, и состоит один из главных «уроков», которым учит физика. В некоторых случаях надо вспоминать об известном принципе «не верь глазам своим», а вместо этого «верить» законам физики и идеализированным картинам явления, иначе говоря, моделям.

Выводы понятны. Для того чтобы изученные законы и принципы физики не были мертвым и никому не нужным грузом, необходимо в учебном процессе рассматривать как можно больше реальных или квазиреальных ситуаций, для объяснения или описания которых надо применять полученные знания.

2.1.2. Группа умений «применение методов естественнонаучного исследования»

Здесь наибольшие затруднения вызвали задания, в которых предлагалось предложить способ научного исследования данного вопроса или проверки данной гипотезы или распознать и/или оценить описанные способы, которые обеспечивают надёжность экспериментальных данных и достоверность выводов. В целом эти результаты объяснимы. Например, задание, в котором надо было предложить эксперимент, проверяющий гипотезу о причине изменения скорости распространения заварки при изменении температуры, имеет творческий, в каком-то смысле изобретательский характер. Оно не может быть доступным для всех. Однако результат (всего 10-15% не то чтобы правильных, а хотя бы нащупывающих плодотворную идею ответов) все-таки представляется слишком низким.

Вывод здесь может быть таким: ребята не сталкивались с подобной постановкой вопроса. При изучении физики им, скорее всего, не предлагалось найти и экспериментально реализовать способ проверки какой-то гипотезы, в том числе и ошибочной. Следовательно, нужно искать возможность для постановки таких задач перед школьниками при изучении естественнонаучных предметов.

Еще один вывод, следующий из анализа заданий этого типа. При проведении экспериментальных работ всегда (!) должен обсуждаться вопрос о надежности и достоверности полученных результатов и способах обеспечения надежности. Как ни странно, это не какой-то частный вопрос или вопрос, актуальный лишь для профессиональных исследователей. Проблема достоверности сообщаемой нам информации и способах установления этой достоверности постоянно встает в нашей жизни в применении к вопросам медицины, экономики, политики, человеческих отношений. И систематическое рассмотрение этой проблемы при проведении экспериментальных исследований в области естественных наук – это «кратчайший» путь к формированию соответствующего универсального навыка, необходимого в различных областях жизни.

2.1.3. Группа умений «интерпретация данных и использование научных доказательств для получения выводов»

Одно из умений из этой группы: преобразование одной формы представления данных в другую. Здесь достаточно успешно было выполнено задание, взятое из PISA-2006, в котором надо было выбрать один график из четырех, точно соответствующий описанию условий работы ветряного электрогенератора. Результат выполнения этого довольно трудного задания учащимися школ Раменского района оказался заметно лучше, чем в среднем по России при проведении PISA в 2006 г.

Однако с серьезным затруднением ребята столкнулись при выполнении заданий, где требовалась интерпретация данных, представленных в виде комбинации разных форм. В таких заданиях надо внимательно прочитать и понять словесное описание, а затем сделать и обосновать окончательный вывод на основе анализа графика или рисунка. В случае рисунка ребята справились с заданием относительно успешно. Во всяком случае, по этому заданию из PISA результат 9-классников Раменского района (40% правильных ответов) превышает не только средний по РФ (около 26%), но и средний по всем странам, участвовавшим в PISA в 2006 г. (около 30%). Намного хуже обстоит дело с заданием, где по временно-токовой характеристике плавкого предохранителя (имеющей очень простой графический вид) и словесному описанию скачка тока в цепи надо было сделать вывод о том, успеет ли при этих условиях защитить цепь предохранитель. Возможно, подобное задание оказалось объективно сложным для большинства учащихся. Однако результаты выполнения заданий, относящихся к данному умению, а также анализ современных УМК по физике показывают, что учащиеся получают очень мало заданий, требующих анализа данных, представленных в виде комбинации разных форм. Такие задания требуют сопоставления этих форм представления и получения выводов на основе их совместного анализа.

2.2.Экспериментальные умения по физике

В результате диагностики определены уровни освоения 4 групп экспериментальных умений. Группа 1 – прямые и косвенные измерения, группа 2 – построение графиков по результатам измерений, группа 3 – многократные измерения, группа 4 – проверка гипотез и исследование явлений.

Из определяемых в исследовании умений только первая группа используется в экспериментальных заданиях ОГЭ, но этих данных в распоряжении Федерального института педагогических измерений (ФИПИ) нет, так как ОГЭ – это региональный экзамен и регионы самостоятельно принимают решение о передаче данных в Рособрнадзор.

Данные по умениям 2-4 получены в нашем исследовании впервые в новой России.

Кроме количественных данных, принципиальное значение имеют результаты, позволяющие определить направления совершенствования методики изучения физики. Качественный анализ выполнения заданий по группам 2 и 3 позволяет сделать следующие выводы.

1) При изучении физики полностью игнорируются межпредметные связи с курсом математики основной школы, тогда как курс математики полностью обеспечивает все потребности изучения графиков и функции. Более того, графическая интерпретация в математике – общепринятый и весьма разработанный подход, тогда как в курсе физики графики используются крайне редко. Принципиальное значение для формирования ЕНГ имеет использование в математике точечных графиков, анализирующих тенденции развития процесса. Второй ресурс для формирования ЕНГ, который полностью не используется при изучении физики – это практико-контекстный способ изложения материала по статистике. Он основан на обобщении материала конкретных статистических исследований. При анализе причин, полученных в исследовании результатов, мы не обнаружили в курсе физики основной школы ни одного такого примера.

2) Результаты по многократным измерениям показали, что при изучении физики совершенно не используются знания учащихся по статистике и работе с базами данных, также имеющих большое значение для формирования ЕНГ.

Впервые в данном исследовании получены данные по формированию умений исследовать явления с опорой на известные законы и проверять гипотезы. При объяснении результатов были внимательно проанализированы учебники физики, используемые в районе.

По сути, тезис о том, что физика основной школы – это физика явлений и все изученные явления должны быть объяснены с использованием изученных законов – не реализован.

Представления о гипотезах, способах определения их статуса, научном методе познания излагаются в первом разделе 7 класса и в дальнейшем не используются.

2.3. Мониторинг лабораторной базы

Результаты мониторинга лабораторной базы показывают, что её состав в значительной степени сохранился в крайне низком техническом состоянии на уровне оборудования 30-летней давности, а также оборудования, которое поступало в школы в годы Федерального этапа Приоритетного национального проекта «Образование».

В целом это оборудование не готово к решению задач, поставленных ФГОС, и переходу на экспериментальные методы изучения.

По физике оборудование нового поколения («ФГОС-лаборатория») создано и серийно выпускается фирмой «Научные развлечения».

На наш взгляд, результаты первого в РФ муниципального исследования уровня ЕНГ имеет важнейшее значение для внедрения курса естествознания, так как одна из его целей – формирование ЕНГ. Целесообразно заранее готовить и специальное лабораторное оборудование для этого курса.

 

 

БИОЭТИЧЕСКИЕ ОРИЕНТИРЫ В ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОМ ОБРАЗОВАНИИ

 

И.М. Швец, профессор кафедры биофизики Института биологии и биомедицины Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского; irina.shvets@hotmail.com

 

Многие педагогики-исследователи и педагогики-практики считают, что естественнонаучное образование в настоящее время переживает не лучшие времена. Полагают, что оно утратило в последнее время своё былое значение по влиянию на развитие научно-технического оснащения общества. Создание современной экономики, успехи в сфере информационно-телекоммуникационных технологий, технологий наносистем, развитие в сфере энергетики и энергоснабжения, а также многих других направлений, с одной стороны, явилось следствием развития фундаментальных естественных наук и качественного естественнонаучного образования, а с другой, те же успехи как в области фундаментальных, так и прикладных естественных наук, детерминируют необходимые перемены в естественнонаучном образовании.

Современное развитие общества актуализирует проблемы эффективности естественнонаучного образования и, по мнению многих исследователей, ставит его обновление в число приоритетных задач как всеобщего, так и высшего профессионального образования. Основные направления, по которым видится обновление естественнонаучного образования – это 1) определение особенностей и специфики обучения естественнонаучным дисциплинам учащихся-гуманитариев через курсы «Естествознание» и «Концепции современного естествознания»; 2) возрождение традиций естественнонаучного образования и дополнение их современными достижениями в области естественнонаучного и педагогического знания для учащихся-естественников; 3) подготовка преподавательских кадров для естественнонаучного образования всех направлений и уровней образования.

При рассмотрении всех указанных выше направлений обновления естественнонаучного образования предусматривается ряд общих для них позиций. Среди таких позиций выделяют становление современной естественнонаучной картины мира и научного мировоззрения у обучающихся; овладение научным методом исследования, как наиболее универсальным и востребованным во многих областях современного общества; овладение критическим мышлением, которое позволяет объяснять явления природы с опорой на научные знания и затрудняет манипулирование поведением обучающихся, исходя из магической и паранаучной интерпретации одних и тех же фактов.

Среди основных проблем, разрешение которой необходимо предусмотреть при реализации рассмотренных выше направлений и позиций в обновлении естественнонаучного образования, стоит проблема усиливающегося в настоящее время разрыва между естественнонаучным и гуманитарным образованием, что ведёт к снижению фундаментальности образования и препятствует диалогу и дальнейшему сближению двух направлений общечеловеческой культуры [1].

Чаще всего устранение такого разрыва предусматривается через формирование единой естественнонаучной картины мира. Однако, на наш взгляд, стремление к целостности картины мира в большей степени предусматривает усиление связей между разными естественными науками, гуманитарные науки привлекаются недостаточно. В большей степени гуманитарные науки будут привлекаться, если в целях естественнонаучного образования наряду с целями по формированию естественнонаучной картины мира, формированием научного мировоззрения, овладением научного метода исследования и с развитием критического мышления будет предусмотрена ещё одна цель, которая, необходимо отметить, стояла в естественнонаучном образовании на момент разработки и внедрения самых первых стандартов. Эта цель способствовала пониманию нового места человека в окружающем мире.

Эта цель предусматривала распространить этические отношения не только на отношения между людьми, но и на отношения между человеком и другими биологическими объектами. Во второй половине XX века этические вопросы стали конкретизироваться применительно к различным областям человеческой деятельности [2]. Появилась биоэтика как междисциплинарная область знания, объединившая усилия биологов, медиков, философов, фармацевтов, правоведов, социологов, теологов. К сожалению, усилий исследователей, занимающихся естественными науками и естественнонаучным образованием среди перечисленных учёных пока нет. Такое положение дел, на наш взгляд, вряд ли правомочно, ведь биоэтика решает как раз те вопросы, которые являются следствием научно технического прогресса, т.е. как раз следствием развития естественных наук.

Пока биоэтика рассматривает в большей степени этические вопросы, относящиеся к биологии и медицине, но это пока на данном этапе её развития. Последствия развития любых наук, обеспечивая более комфортное проживание человека, должны быть таковы, чтобы сохранились и определяющие природные условия жизни. В более общем теоретическом и философском плане биоэтика сосредоточена на выделении, анализе и решении вопросов, связанных с предельными характеристиками бытия человека и природы. Эти же вопросы должны стоять и перед исследователями естественных наук, что будет определять биоэтические ориентиры в их развитии.

Биоэтические ориентиры в естественнонаучном образовании должны предусматривать не только освоение биоэтического знания, но и выработку биоэтического отношения, что пока не предусмотрено никаким образовательным стандартом, кроме как по направлению «Биология». Выработка этических отношений обучающихся предусмотрена также в профессиональном экологическом образовании как следование эколого-этическим принципам и формирование активной жизненной позиции [3]. В ФГОС ВПО по направлению «Экология и природопользование» предусмотрено формирование соответствующей компетенции [4]. Эколого-этические отношения в большей степени предусматривают сохранение окружающей среды человека, всех экосистем. Биоэтические отношения способствуют объединению рассредоточенных этических вопросов по профессиональным областям в единое целое и возможности рассмотрения их не только с позиций науки, но и философии, права, религии.

 

Литература

1. Старостина С.Е. Естественнонаучное образование в высшей школе: состояние, проблемы// Вестник Читинского государственного университета. – 2010. – № 10(67). – С. 73-80.

2. Барбашина Э.В., Елеева А.Б. К вопросу о биоэтическом образовании за рубежом// Медицина и образование Сибири. – 2013. – № 6. – С. 47-53.

3. Попова Л.В. Интеграционные процессы в высшем профессиональном экологическом образовании естественнонаучной направленности// Человек и образование. – 2013. – № 4 (37). – С. 61-68.

4. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 022000 «Экология и природопользование»: утв. приказом Минобрнауки от 22.12.2009 № 795 //Российское образование: федеральный портал [Электронный ресурс]. –URL: http//www.edu.ru/db/mo/Data/d_09/m795.html.

 

 

ПСИХОДИДАКТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОБУЧЕНИЮ ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ В ШКОЛЕ

 

З.А. Скрипко, д.п.н., профессор кафедры общей физики Томского государственного педагогического университета; violin@tspu.edu.ru

 

Согласно новому Федеральному государственному образовательному стандарту (ФГОС) для 10-11 классов средней общеобразовательной школы, учащиеся, помимо обязательных шести предметов, будут выбирать еще три предмета из шести предметных областей. Однако если ученик не выбрал физику, химию, биологию, то он обязан взять курс «Естествознание», в котором даются базовые знания по естественным наукам.

Новый образовательный стандарт положил конец домыслам и предположениям о месте и развитии естественнонаучных предметов в средней школе. До этого были попытки внедрять различные естественнонаучные курсы, заменяющие, например, физику (учебник А.Н. Мансурова «Физика для школ с гуманитарным профилем обучения»), которые по разным причинам, не пользовались в школе популярностью ни у учителей, ни у учеников.

Курс «Естествознание», который будет обязательным с 2020 года, имеет основную цель [1]: освоение знаний о современной естественнонаучной картине мира и методах естественных наук; знакомство с наиболее важными идеями и достижениями естествознания, оказавшими определяющее влияние на наши представления о природе, на развитие техники и технологий. Ведущими идеями курса являются:

1.  Идея единства, целостности и системной организации природы.

2.  Идея взаимозависимости человека и природы.

3.  Идея гармонизации системы «природа – человек».

Так как этот курс реализуется для учащихся гуманитарной направленности, важно учитывать их психофизиологические особенности. Необходимо найти подходы, повышающие мотивацию изучения предмета, методические приемы и подходы, дидактические и методические материалы, используемые при изучения курса.

Для решения этих вопросов продуктивным является психоди-дактический подход, который в России исследуют А.Н. Крутский, В.П. Лебедева, Э.Г. Гельфман, М.А. Холодная, А.З. Рахимов и др. Психодидактика – это развивающаяся полидисциплинарная, комплексная область научного знания, интегрирующая психологические, дидактические, методические и частно-предметные знания, используемые в реальной практике развивающего образования [2]. Эта область педагогического знания находится в стадии становления, поэтому представления разных ученых о ней несколько различаются.

В основе нашего подхода лежат три взаимосвязанных компонента: психологический, дидактический, методический. Психологический компонент предполагает учет психофозиологических особенностей личности обучаемого, его индивидуального познавательного стиля в соответствии с которым учащиеся отдают предпочтение тому или иному способу познания окружающего мира. Эти знания помогут педагогу в выборе средств обучения и позволят избежать конфликта, обусловленного разницей между познавательными стилями учеников и учителя [3]. Психофизиологические особенности и обусловленные ими особенности личности, в том числе, познавательные стили, можно определить вместе со школьным психологом, используя одну или несколько методик, предлагаемых учеными (личностные стили по Карлу Юнгу, теория психогеометрии Сьюзен Деллингер, типы характера Эрнста Кречмера, классификация психотипов по П.Б. Ганнушкину, эннеаграмма личности, созданная в Гарвардском университете и др.). Так как нас, в большей степени, интересуют особенности личности обучающихся, определяющие усвоение, хранение и воспроизведение естественнонаучной информации, был использован экспресс-тест С.А. Богомаза, учитывающий предпочтения индивидом одной из установок на вид деятельности, описанных в работах В.В. Гуленко и С.А. Богомаза: а) социальной, б) управленческой, в) исследовательской, г) гуманитарной.

Дидактическая составляющая связана с постановкой конкретной дидактической цели изучения содержания предмета. Она предполагает, что используемые традиционные подходы к обучению и школьный учебник не могут быть единственно возможными для достижения поставленной цели. При изучении курса «Естествознание» можно целенаправленно использовать научно-популярную литературу, статьи из газет и журналов естественнонаучного содержания, а также, при изучении определенных тем, репродукции картин, отрывки художественных произведений и др.

Методическая составляющая имеет функцию преобразования учебного материала к виду, дающему возможность актуализировать нужную психическую функцию личности обучаемого и достигать поставленной цели.

Более подробно эти вопросы рассматриваются в работе [4].

Реализация описанного подхода осуществляется на конкретном учебном предмете, что обеспечивает существование частных психодидактик: психодидактика физики, химии, истории, географии и т. д.

 

Литература

1. Алексашина И.Ю. Естествознание. Методика преподавания / И.Ю. Алексашина, Л.М. Ванюшкина, Т.Ю. Гвильдис и др. – М.: Просвещение, 2007. – 163 с.

2. Крутский А.Н. Психодидактика среднего образования / А.Н. Крутский. – Барнаул: БГПУ, 2008. – 254 с.

3. Гельфман Э.Г. Психодидактика школьного учебника / Э.Г. Гельфман, М.А. Холодная. – СПб.: Питер пресс, 2006. – 384 с.

4. Скрипко З.А. Естественнонаучная подготовка учащихся социально-гуманитарной направленности в системе начального профессионального образования: автореф. дис. … докт. пед. наук: 13.00.02. – М., 2008.

 

 

ЭКОДЕОНТОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ШКОЛЬНИКА В КОНТЕКСТЕ ФГОС

 

С.Б. Игнатов, к.п.н., доцент Тюменского государственного нефтегазового университета; super.borisovich@yandex.ru

 

Одной из социальных задач образования для устойчивого развития является формирование экологической компетенции учащихся. Это интегративная характеристика человека, в которой сплавлены воедино естественнонаучные и гуманитарные знания, умение их мобилизовать в разрешении конкретной экологической ситуации, опыт, ответственность, регулятивы поведения. Она проявляется в экологически обоснованной, выверенной в правовом и этическом планах, деятельности человека в окружающей среде и является атрибутом его культуры. В ней четко просматривается деонтологический (от греч. deontos – должное) тренд.

В Федеральных Государственных Образовательных Стандартах (ФГОС) для 7-9 классов школы [5] в области «Естественно-научные предметы» обозначены такие ее составляющие как: «ответственность, бережное отношение к окружающей среде; владение экосистемной познавательной моделью и ее применение в целях прогноза экологических рисков для здоровья людей, безопасности жизни, качества окружающей среды; осознание значимости концепции устойчивого развития». В области «Общественно-научные предметы» выделены: понимание роли окружающей среды в формировании личности, владение экологическим мышлением, приобретение теоретических знаний, опыта их применения для адекватной ориентации в окружающем мире и выработки способов адаптации в нём.

В ФГОС для 10-11 классов [5] в области «Естественные науки» выдвигается требование к сформированности мировоззренческих установок учащихся, знаний об основных проблемах взаимодействия природы и общества, о природных и социально-экономических аспектах экологических проблем. В области «Общественные науки» – понимание основных принципов жизни общества, роли окружающей среды как важного фактора формирования качеств личности и ее социализации. В области «Право» раскрывается регулятивная функция права, но, главным образом, в социальной сфере.

Как видим, в ракурсе ФГОС формирование элементов экологической компетенции является одной из задач естественнонаучного образования. Их становление связано с пониманием учащимися сущности регулятивных механизмов в экосистемах, возможностей и меры «неразрушимого» вмешательства человека в природные процессы, осмыслением долженствования и ответственности за свои действия в окружающей среде.

В этом аспекте выделяются две взаимодополняющие формы регулятивов отношений человека и природы – экологическое право и экологическая этика. Экологическая этика определяет желательный стандарт поведения и деятельности, право – обязательный. Экологическая этика во многом впитала в себя традиции бережного отношения к природе, основанного на эмпирическом опыте человечества. Экологическое право в наиболее четкой форме выражает и практически реализует требования экологического императива, заложенного в основание модели устойчивого развития. Базируясь на естественнонаучном знании, понимании процессов регулирования в природных экосистемах и количественной меры возможного вмешательства человека в их функционирование, оно определяет «берега» его деятельности и поведения. Его «жесткие», обоснованные с точки зрения естественных наук, и законодательно оформленные нормы ограничения деятельности в природе, обязательны к неукоснительному исполнению. Но при этом не исключают и этическую составляющую.

Содержание естественнонаучных дисциплин формирует научное обоснование норм и требований экологического императива, показывает, исходя из каких законов функционирования биосферы, приняты те или иные нормы экологического законодательства, почему нужно поступать так, а не иначе. Однако средствами только естественных наук, без поддержки социально-гуманитарных дисциплин задача формирования таких элементов экологической компетенции как долженствование, ответственность, осознанное подчинение нормам экологического законодательства не может быть успешно решена. В силу этого на передний план выдвигаются проблемы интеграции разнопредметных знаний [4] и усиления экодеонтологического ракурса образования [2]. При моделировании содержания образования для устойчивого развития они обретают доминантное звучание, а их решение становится необходимым условием формирования экологической компетенции учащихся. Его выполнение обеспечивает взаимодействие всех каналов формирования субъектного, личностно значимого ответственного отношения к природе – перцептивного, когнитивного, практического и способствует формированию системы психологических установок личности, которые проявляются в ее мировоззрении, культуре, отношениях и деятельности. Более того, интеграцию естественнонаучного и гуманитарного знания можно рассматривать как средство гуманизации образования [1].

Одним из способов решения этих проблем является включение в учебные планы образовательных учреждений системы элективных поддерживающих курсов, факультативов, специальных междисциплинарных модулей экокультурной направленности, содержание которых построено на принципах интеграции естественнонаучной и социально-гуманитарной сфер познания [3]. Чем глубже взаимодействие этих сфер в их содержании, тем больше возможностей сформировать у ученика ответственное отношение к миру природы и человека, понимание необходимости экологически сообразной деятельности и поведения, тем больше возможностей для развития личности, ее способности к анализу, объективной оценке своего поведения и регулирования своей деятельности в окружающей среде.

Попытки реализовать высказанные идеи осуществлены нами в меж-дисциплинарных модулях «Естественнонаучные основания экологической деонтологии», «Естествознание и культура», «Экологическое право», «Самоорганизации в природе», «Самоорганизация и организация в социальных системах» и других, которые успешно прошли апробацию в рамках пилотных проектов в ряде школ Тюменской области.

 

Литература

1. Алексашина И.Ю. Интеграция как вектор развития методологии естественнонаучного образования / И.Ю. Алексашина // Интеграция как методология естественнонаучного образования СПб: СПб АППО, 2013. – С. 5-17.

2. Игнатов С.Б. Экологическая деонтология в содержании естественнонаучного образования / С.Б. Игнатов. – М.: ТЦ «Сфера», 2013. – 136 с.

3. Игнатов С.Б. Отбор и структурирование содержания интегрированных учебных курсов экокультурной направленности / С.Б. Игнатов // Теория и практика общественного развития. – 2011. – № 3. – С. 167-170.

4. Королева Л.В. Об интеграционных процессах в образовании / Л.В. Королева, М.Ю. Королев, Е.Б. Петрова // Наука и школа. – 2009. – № 5. – С. 3-6.

5. Федеральные государственные образовательные стандарты общего образования // Министерство образования и науки Российской Федерации [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://mon.gov.ru/doc/fgos/7195/.

 

 

МЕЖПРЕДМЕТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ИЗУЧЕНИИ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН, КАК ФАКТОР ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

Д.С. Ямщикова, учитель ГБОУ СОШ № 241 Адмиралтейского района Санкт-Петербурга, ashechka.666@mail.ru

 

В современных условиях объективно существующей необходимости повышения качества образования, в целом, и качества естественнонаучного образования, в частности, остается актуальной проблема реализации межпредметного взаимодействия при изучении естественнонаучных дисциплин.

Установление межпредметных связей в современной педагогической литературе рассматривается с различных позиций. Г.И. Беленький называл межпредметные связи условиями развития познавательной активности школьников и их самостоятельности в учебной деятельности [2]; М.М. Левина рассматривает межпредметные связи, как дидактическое средство повышения эффективности освоения знаний [3]; А.И. Гурьев и В.Н. Максимова рассматривали межпредметные связи, как способ реализации в обучении принципов системности и научности, а также, как условие формирования научного мировоззрения [4]; П.Н. Новиков говорил о том, что установление в процессе обучения межпредметных связей необходимо в качестве средства полного и качественного освоения различных учебных дисциплин, а также, как условия формирования знаний и умений; А.В. Усова и В.Н. Федорова рассматривали межпредметные связи, как необходимо условие формирования научного типа мышления [5].

Обращаясь к проблеме качества естественнонаучного образования, следует отметить, что, исходя из его назначения (формирование целостной научной картины мира, понимание взаимосвязей в природе и обществе, развитие навыков учебно-исследовательской деятельности [1]), оно должно в своей системе обладать такими свойствами, как взаимосвязь естественнонаучных дисциплин, единство междисциплинарного понятийного аппарата, наличие «интегрирующих» тем в учебных курсах (тем, в ходе которых привлекаются знания из различных естественнонаучных дисциплин). Иллюстрацией здесь может служить тема «Закон гравитации» в курсе физики, действующий одновременно на все объекты на планете Земля (изучение в курсе физики), на движение планет в Солнечной системе (изучение в курсе географии и астрономии), на движение электронов вокруг ядра атома (изучение в курсе химии). Таким образом, один закон изучается разными учебными дисциплинами, однако, зачастую, у обучающихся не формируется полная картина его действия в системах разного масштаба (атом, планета, Солнечная система). Этот результат возможен только при реализации в естественнонаучном образовании межпредметного взаимодействия.

В нашем педагогическом опыте реализация межпредметных связей в системе естественнонаучного образования в школе в ходе образовательного процесса реализуется через организацию различных видов образовательной деятельности:

    Учебно-исследовательская деятельность, как пример такой деятельности – написание реферативной работы, в которой градиент концентрации может быть рассмотрен с точки зрения физики, биологии (транспорт веществ в клетке), химии (растворы), экологии (приспособление водных организмов к соленым водам). Проведение полевого исследования, в ходе которого оценивается качество воды по химическим свойствам (pH, жесткость), по видовому составу организмов-индикаторов качества воды, по физико-механическим свойствам (цветность, мутность, содержание взвешенных частиц).

    Организация игр-конференций, например, несколько классов (или групп в одном классе) представляют страны мира на условном форуме (в рамках стран BRICS, СНГ и т.д.), решая одну из глобальных экологических проблем, при этом каждая страна-команда предлагает свой вариант решения проблемы с учетом социально-экономических особенностей данной страны. Играм можно придать соревновательный характер.

    Организация игровых споров-дискуссий, в качестве примера подобно спора можно привести следующий: несколько обучающихся представляют собой ученых-эволюционистов, каждый из которых доказывает «свою» теорию эволюции (Ж.Б. Ламарк, Ч. Дарвин, Д. Хаксли, Е. Маер).

В заключение следует сказать, что межпредметные связи, по представлению В.Н. Федоровой, являются отражением в материале учебных дисциплин объективно существующих в естественных науках взаимосвязей [5], которые познаются на современном этапе. В связи с этим, межпредметные связи можно в широком смысле рассматривать как своеобразный эквивалент межнаучных связей.

В педагогической практике межпредметные связи в системе естественнонаучных дисциплин позволяют исключить повторы учебного материала в разных учебных курсах, повысить эффективность освоения материала без существенных временных затрат. Дополнительно это позволит реализовать систематизированную взаимную согласованность между учебными предметами естественнонаучного цикла, стимулировать обучающихся к применению полученных знаний на практике в повседневной жизни. Таким образом, межпредметные связи рационализируют процесс изучения естественных наук.

 

Литература

1. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего (полного) общего образования// Утвержден приказом Минобрнауки России от 17 апреля 2012 г. № 413//Учительская Газета 11.09.2012.

2. Беленький Г.И. О воспитательно-образовательных аспектах межпредметных связей / Г.И. Беленький // Советская педагогика. – 1977. – №5. – С. 56-61.

3. Левина М.М. Технологии профессионального педагогического образования / М.М. Левина. – М.: Владос, 2001. – 236 с.

4. Максимова В.Н., Межпредметные связи и совершенствование процесса обучения. – М., 1984.

5. Федорова В.Н. Межпредметные связи естественнонаучных дисциплин. – М.: Просвещение, 1980.

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МАРШРУТА В РАМКАХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ КУРСА «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ»

 

Н.Г. Шилова, к.п.н., учитель естествознания КОГОАУ «Вятская гуманитарная гимназия», г. Киров; shng_18@mail.ru

 

В условиях изменения концепции и содержания школьного образования происходит смена ориентиров с получения теоретических знаний к формированию универсальных способностей личности, основанных на новых социальных потребностях и ценностях. Возникает необходимость в создании условий для обеспечения положительной динамики самореализации учащихся в учебно-познавательной деятельности. Достижение этой цели прямо связано с индивидуализацией образовательного процесса. Средством индивидуализации и дифференциации обучения и воспитания, а также формой конструктивного взаимодействия всех субъектов образования выступает индивидуальный образовательный маршрут.

Индивидуальный образовательный маршрут (ИОМ) определяется учеными как целенаправленно проектируемая дифференцированная программа, обеспечивающая учащемуся позицию субъекта выбора, осуществляющаяся при педагогической поддержке с целью его самоопределения и самореализации (С.В. Воробьева, Н.А. Лабунская, А.П. Тряпицына, Ю.Ф. Тимофеева и др.)

Маршрутная система обучения позволяет реализовать системно-деятельностный подход в образовательной деятельности, который максимально учитывает индивидуальные способности детей, определяет личностную траекторию развития и образования.

ИОМ выстраивается в ходе реализации образовательной программы образовательного учреждения и освоения образовательных программ отдельных учебных курсов. При этом мы реализуем новый тип образовательной программы, который, с точки зрения И.С. Якиманской, отличается от учебной, потому что ее функцией является «формирование необученности, а образованности на основе обученности. Если обученность формирует функциональную грамотность, требуемую обществом на каждом новом этапе своего развития, то образо­ванность формирует личностные качества, обеспечивающие индивидуальное восприятие (принятие) мира, возможность его творческого преобразования».

Именно такой тип образовательной программы отвечает запросам принятых Образовательных Стандартов, поскольку является важным средством формирования общеучебных и общекультурных компетентностей учащихся, готовит их к самостоятельной познавательной деятельности, решению личностно значимых для учеников теоретических и практических задач. Особенностью данного типа программ является то, что на всех этапах ее освоения ребенок выступает как субъект со своими образовательными потребностями, стремлением к саморазвитию и самосовершенствованию.

Образовательная программа учебного курса как ИОМ должна быть направлена на достижение поставленных каждым учащимся целей и представлять собой документ, в котором фиксируются предполагаемые и полученные результаты, продукты его собственной деятельности, вносятся коррективы в содержание и способы освоения курса.

Образовательная программа курса «Естествознание», как индивидуальный образовательный маршрут включает концептуально-целеполагающий, содержательный, результативный и аналитический блоки.

При этом доминантой программы курса «Естествознание» является интеграция понятий гуманитарных и естественных наук, теоретического и эмпирического опыта познания с целью формирования целостного мировидения у гимназистов.

Первый блок программы предполагает определение целей учебного курса с позиции ученых (авторов программы), учителя и гимназиста. На данном этапе особенно важна роль взрослого – учителя-тьютора, который является консультантом учащегося, может помочь ему выработать направления ИОМ, «самоопределиться к самому процессу обучения и к отдельным элементам этого процесса, а с другой стороны он может ответить на вопрос, как использовать результаты обучения и как переложить эту самую учебную программу, учебную деятельность в процесс индивидуального развития конкретного человека» (П.Г. Щедровицкий).

Содержательный блок состоит из пяти учебных модулей, определяемых содержательными разделами курса и наполненных личностно значимым содержанием: «Что я хочу узнать?» «Чему я хочу научиться?» «Как это получить?». Кроме того, содержание курса дополняется системой групповых и индивидуальных программ и проектов, освоением компонентов междисциплинарных образовательных программ (рис. 1).

Аналитический блок включает диагностику уровня освоения содержательного модуля программы, сформированности универсальных учебных действий; выявление затруднений; рефлексивные методики и самоанализ деятельности гимназиста и учителя.

Таким образом, освоение образовательной программы курса «Естествознание» через проектирование ИОМ, позволяет решать задачи интеграции обучения и воспитания для всех участников образовательного процесса:

1) осознание личной значимости содержания изучаемого курса, его влияния на мироощущение и мировоззрение личности;

2) овладение интегративными УУД и способами познавательной деятельности (анализом, синтезом, классификацией и др.);

3) востребованность активной позиции в процессе обучения и стимулирование формирования характерологических качеств личности.

 

Литература

1. Галицких Е.О. Диалог в образовании как способ становления толерантности. – М.: Академический проект, 2004.

2. Образовательная программа-маршрут ученика / О.В. Акулова и др.; Под ред. А.П. Тряпицыной. – СПб.: Информ. образование, 2000. – 102 с.

3. Селевко Г.К. Педагогические технологии на основе активизации, интенсификации и эффективного управления УВП / Г.К. Селевко. – М.: НИИ школьных технологий, 2005. – 284 с.

4. Сергеева Н.Н. Индивидуальный образовательный маршрут ученика в рамках профильного обучения / Н.Н. Сергеева//Администратор образования. – 2009. – №2. – С. 66-69.

 

 

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ КАК НЕОБХОДИМЫЙ ЭЛЕМЕНТ ОБУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ

 

Л.Н. Заварыкина, к.ф.-м.н., профессор кафедры физики для естественных факультетов Московского педагогического государственного университета; lor30@mail.ru

 

Заставить человека думать – это значит сделать для него значительно больше, чем снабдить его определенным количеством инструкций.

Чарльз Бэббидж

Требования ФГОС к метапредметным и предметным результатам освоения интегрированного курса естествознания включают:

-   формирование представлений о научном методе познания природы,

-   владение приемами естественнонаучных наблюдений и навыками решения проблем,

-   оценку достоверности полученных результатов,

-   способность к информационно-познавательной деятельности.

Безусловно, эти требования нацелены на умение применять естественнонаучные знания в практической деятельности и для объяснения окружающих явлений. Следует отметить, что также эти требования включены и в проверку естественнонаучной грамотности по международной программе PISA. Среди естественнонаучных понятий выделяются понятия о явлениях и объектах, а также методах их наблюдения и измерения. Успешное овладение этими понятиями продуктивно происходит при решении задач различного типа. Классификация типов задач достаточно разнообразна и зависит от предпочтения авторов. Очевидно, что классифицировать различные задачи можно по любым признакам: существенным, частным, по методу решения, по содержанию, по способу задания и нахождения величин (экспериментальный способ или теоретический) и др. По содержанию выделяют задачи базового уровня или повышенной трудности, стандартные или нестандартные, практико-ориентированные, интегративные, расчётные или качественные, познавательные и проблемные.

Выучив теорию, нередко ученик не может применить её на практике, а, именно: решить задачу, провести эксперимент, качественно объяснить явление, рассчитать и оценить порядок исследуемой величины, проанализировать график, диаграмму или гистограмму, составить блок-схему какого-либо процесса и т.д.

Проблема заключается в том, что:

Изучать что-либо и не задумываться над выученным – абсолютно бесполезно. Задумываться над чем-либо, не изучив предмет раздумий, – опасно.

Конфуций

Решение этой проблемы в курсе естествознания мы видим, во-первых, в разумном подборе задач, сопровождающих теорию, и, во-вторых, в организации ориентировочной деятельности школьников, как основном виде деятельности при формировании практико-ориентированных умений. Специально подобранные задачи помогают увидеть общее в физическом, химическом, биологическом, астрономическом, географическом, т.е. в любом естественнонаучном описании окружающего мира. Так как «нельзя объять необъятное», считаем, что в курсе «Естествознание» достаточно остановиться на таких типах задач как:1) познавательные, 2) расчётные, 3) качественные, 4) задачи на проверку естественнонаучной грамотности

При изучении объектов окружающего мира, их свойств, а также явлений природы при решении любых задач целесообразно начинать с системного анализа, в котором отражено, что нужно знать о явлении и объекте? Примерная схема такого анализа представлена ниже.

Системный анализ

Объект

Явление

1. Какой объект в данной задаче основной?

1.Внешние признаки явления

2. Из каких частей или элементов он состоит?

2. Условия, при которых происходит явление.

3. Какие объекты находятся вокруг основного объекта?

3. Определение явления.

4. С какими объектами и как он взаимодействует?

4. Объяснение явления на основе современных научных данных

5. Как объекты могут способствовать решению задачи?

5. Связь данного явления с другими явлениями или факторами, от которых зависит протекание процесса.

6. Какая продуктивная деятельность может быть связана со свойствами объекта?

6. Количественные характеристики явления

Исследовав ситуацию, выделив объект и явление, наметив пути к достижению цели, следует выделить три этапа решения задачи: целеполагание, планирование, осуществление плана (с контролем и коррекцией) [1].

Приведём пример организации урока естествознания, на котором учащиеся под руководством учителя ставят и решают познавательную задачу при объяснении интересного природного явления.

Задача

Звёздное небо. Перед нами открывается таинственный мир, поражающий своей красотой и манящий в неизвестные дали.

Открылась бездна, звёзд полна;

Звездам числа нет, бездне – дна.

М.В. Ломоносов

Этап 1. Целеполагание

Учитель: Какое явление можно наблюдать каждый год в августе месяце в Северном полушарии, рассматривая звёздное небо?

Ученики: Звездопад.

Учитель предлагает не только просмотреть видеосюжет этого явления, но и поставить вопросы к нему, которые хотелось бы выяснить? Учащиеся предлагают вопросы, учитель корректирует их.

1) Что собой представляет звездопад? 2) Почему каждый год в августе месяце можно наблюдать звездопад в северном полушарии? 3) Почему так быстро «звезда сгорает»? 4) Можно ли визуально наблюдать этот звездопад на Луне, Марсе, Венере?

Ученики записывают в тетради вопросы и короткую формулировку познавательной задачи: Что такое «звёздный дождь», каковы причины его появления и условия наблюдения ежегодно в августе?

Этап 2. Планирование

Учитель выясняет, какие имеются предположения по этим вопросам. Ученики выдвигают гипотезу, что это метеорный поток. Учитель предлагает уточнить, почему он появляется каждый год в августе, называется «персеидами» и становится видимым на фоне звёздного неба? Явление достаточно сложное и требует планирования, что надо знать, чтобы его правильно описать и объяснить. Ученики с помощью учителя формулируют вопросы: Что представляют собой метеоры? Что является источником метеорного потока в августе? В какой области звёздного неба он появляется? Каковы условия наблюдения «звездного дождя» в ночном небе?

Учитель выписывает на доске план ответа в форме ключевых слов и предлагает записать этот план в тетради:

1.    Определение метеоров, метеороидов и метеоритов

2.    Источники возникновения метеорных потоков и их классификация

3.    Необходимые условия визуального наблюдения «звёздного дождя»

Этап 3. Осуществление плана (с контролем и коррекцией)

Учитель раздает учащимся краткие распечатки с описанием и определением малых небесных тел (метеороидов, метеоритов, астероидов, болидов) и явлений (метеоров), предлагает найти в раздаточных материалах ответ на первый пункт и его записать. Также предлагается ответить на вопрос, в чём отличие метеоров от метеороидов и метеоритов. Ученики выясняют, что метеоры – это явление (процесс излучения атомарных газов), метеороиды и метеориты – космическое вещество. Далее учитель предлагает вспомнить и обсудить понятия «физическое явление» и «вещество». Вещество – это вид материи, состоящий из дискретных элементарных частиц (в основном из электронов, протонов, нейтронов). Физическое явление – любой процесс изменения состояния материи (вещества или поля).

Далее ученики переходят к обсуждению второго пункта плана. Используя распечатку, они отвечают на вопрос, что такое метеорный поток, каковы источники метеорных потоков?

Выясняют, что метеорный поток – это большое количество метеоров. Их источниками являются малые частицы астероидов, комет, планет и их спутников. Уточняется понятие «большое количество метеоров». За сутки в атмосферу Земли влетает сотни миллионов частиц, полная масса которых оценивается в тысячи тонн. Самые мелкие частицы (их около 100 тонн) не оставляют метеорных следов. Самые яркие следы (ярче самых ярких звёзд, Луны, и даже Солнца) крупных частиц называются болидами.

Затем предлагается рассмотреть классификацию метеорных потоков, используя раздаточный материал. Ученики заносят таблицу в тетрадь.

Учитель проецирует карту звёздного неба в августе и предлагает учащимся выяснить, что является источником ежегодного метеорного потока в августе и почему он называется «персеидами»?

Ученики, используя раздаточный материал, поясняют, что это результат прохождения Земли через орбиту пылевых частиц, образовавшихся из кометы Свифта-Таттла при её движении вблизи Солнца. Так как он появляется со стороны созвездия Персея, то получил название «персеиды». Находят на карте созвездие Персея.

Учитель предлагает высказать гипотезы, почему метеорный поток «персеид» виден в августе ежегодно, а комета Свифта-Таттла – один раз в 135 лет? Ученики считают, что хвост кометы растянулся на большое расстояние. Учитель поясняет, что это верно, но не полно. Существенное дополнение. Ядро кометы и её пылевой шлейф имеют период обращения 135 лет. Однако пылевидный шлейф кометы рассредоточен приблизительно равномерно вдоль всей орбиты, образуя «баранку», обращающуюся вокруг Солнца. Поперечное сечение шлейфа достигает 80 миллионов километров. Поэтому Земля пересекает его ежегодно, а с ядром кометы встречается один раз в 135 лет. Далее учитель предлагает решить небольшую задачу: Учитывая, что орбитальная скорость Земли 30 км/с, а сечение шлейфа 80 миллионов км, рассчитайте, сколько времени (в сутках) можно наблюдать Персеиды? Обсуждается ход решения и оптимальный вариант расчёта. Решение ученики записывают в тетрадь. Сравнивают полученный результат с тем, что интенсивность потока «персеид» нарастает примерно с 17 июля, достигает максимума 12-13 августа и медленно спадает до 24 августа и убеждаются, что их расчёт примерно совпадает с известными данными по «персеидам».

Учитель и ученики переходят к обсуждению третьего пункта намеченного ими плана, какие условия должны быть реализованы, чтобы визуально наблюдать «звёздный дождь»? Ученики выясняют, что необходимо пересечение орбит Земли и потока метеороидов, их попадание в атмосферу, ясное небо на Земле вдали от источников света. Далее выясняют, почему след частиц светится, т.е. возникает метеор? Вопрос сложный. Выдвигается гипотеза, что частица, имея скорость от 12 км/с до 72 км/с, нагревается при трении об атмосферу и сгорает.

Учитель поясняет, что этот ответ не совсем верный, но у всех «на слуху». Процесс более сложный. Вспоминают, что представляет собой горение? Выясняют, что горение – это химическая реакция, для поддержания которой требуется кислород. Но кислорода в верхних слоях атмосферы мало, в основном, азот и водород. Следовательно, химическая реакция «горение» в метеорном следе не протекает. Поэтому выдвигается другая гипотеза, что метеорный след появляется при свечении газов, состоящих из возбуждённых атомов. Сначала от горячего метеороида отщепляются атомы при соударении с атомами атмосферы. «Горячие» атомы находятся в возбуждённом состоянии. Газ из возбуждённых атомов метеороида и атмосферы начинает светиться, так как атомы за короткое время переходят в невозбуждённое (или менее возбуждённое) состояние, испуская фотоны в широком диапазоне шкалы электромагнитных волн, в том числе и в видимом диапазоне. В спектрах метеоров видны яркие линии излучения, среди которых преобладают линии железа, натрия, кальция, магния и кремния, т.е. тех атомов, из которых состоит метеороид. Видны также линии атмосферного азота и кислорода.

Учитель подводит итог и даёт оценку работе учеников по решению познавательной задачи о красивом явлении природы – «звёздный дождь» в августе. Однако остались два вопроса, которые были сформулированы в самом начале: 3) Почему так быстро «звезда сгорает»? 4) Можно ли визуально (без приборов) наблюдать этот звездопад на Луне, Марсе, Венере?

Домашнее задание: Выдвиньте гипотезы и обоснуйте ответы на эти вопросы.

Очевидно, что познавательный аспект этой задачи тесно связан с физическими, химическими и астрономическими явлениями при описании интересного природного явления, а также с космическими объектами – метеороидами, метеоритами, кометами, созвездиями. Безусловно, в процессе решения этой задачи формируются представления о научно-познавательном методе описания окружающего мира, навыки оценки достоверности полученных числовых результатов, способность к информационно-познавательной деятельности.

 

Литература

1. Одинцова Н.И. Методика обучения естествознанию (общие вопросы). – М.: Карпов Е.В., 2015. – 68 с.

 

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ УЧЕБНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ОБУЧЕНИИ ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ

 

Е.Б. Петрова, д.п.н., доцент, профессор кафедры физики для естественных факультетов Московского педагогического государственного университета; eb.petrova@mpgu.edu

 

Эксперимент в естествознании занимает совершенно особое место, являясь основой эмпирического подхода в получении знаний об окружающем нас мире. Кроме того, он выполняет функцию критерия истинности научного познания. Поэтому проведение полноценного учебного эксперимента – обязательное условие усвоения естественнонаучных знаний.

Согласно ФГОС средней общеобразовательной школы, при изучении естественнонаучных предметов необходимо обеспечить «овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты, формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования, проведения точных измерений и адекватной оценки полученных результатов, представления научнообоснованных аргументов своих действий, основанных на межпредметном анализе учебных задач».

В связи с этим общее требование к организации учебного эксперимента состоит в том, чтобы деятельность учеников в той или иной мере отражала деятельность ученых в процессе научного познания. Методы научного познания подразделяют на эмпирические (наблюдение, измерение, эксперимент) и теоретические (моделирование, классификация и др.). Очевидно, что учебный эксперимент нацелен, в первую очередь, на освоение эмпирических методов познания.

Соответственно, можно выделить три вида учебного эксперимента: наблюдение, эксперимент, измерение (см. схему). Это деление не является строгим. В реальных условиях (научного поиска или ученического исследования) наблюдение нередко плавно преобразуется в эксперимент, а измерение сопровождает наблюдения и эксперименты.

На каждом этапе обучения естествознанию некоторые из видов эксперимента должны использоваться более активно, а другие менее активно, что связано, как с особенностями исследуемого объекта, так и с возрастными особенностями обучающихся.

 

В данной статье речь пойдет о подготовке учащихся старшего возраста, поэтому возможно использование всех видов научного эксперимента, выбор каждого из которых в конкретной ситуации должен иметь всегда одну и ту же цель – сделать обучение более наглядным.

Учебный эксперимент эта та форма занятий, умелое использование которой способствует существенному повышению мотивации к изучению предмета. Это утверждение применимо, как к естественнонаучным монопредметам, так и к естествознанию. Учитывая, что естествознание в ряде случаев замещает изучение естественнонаучных предметов, а обучающиеся изначально слабо мотивированы к его изучению, красиво поставленный натурный эксперимент или интересное наблюдение может очень способствовать повышению интереса обучающихся к предмету.

Таким образом, при подготовке к уроку учителю необходимо подобрать наиболее эффективные к рассматриваемому материалу виды и формы учебного эксперимента. Этот выбор должен быть обусловлен следующим.

1. Типом исследуемого объекта, его масштабом или другими особенностями.

2. Материальной базой кабинета, наличием необходимых приборов.

3. Численностью и составом класса. В малочисленной аудитории предпочтительней экспериментальные задания и лабораторные работы, в многочисленной – демонстрационный эксперимент.

Главным обстоятельством в выборе методов эмпирического познания является квалификация учителя, его умение обращаться с оборудованием и владение техникой современного учебного эксперимента [1–3]. Действительно полезными экспериментальные методы становятся при грамотном методическом сопровождении, которое должен обеспечивать учитель. Учитель, сам владеющий этим оборудованием, может познакомить учащихся с конструктивными особенностями устройств, особенностями их использования, показать границы применения. Но еще более важным качеством, является способность учителя научить своих учеников интерпретировать полученные результаты.

Итак, основными задачами, которые должен решить учитель в результате проведения естественнонаучных экспериментов являются:

1) освоение учащимися методов исследования естественных наук;

2) приобретение опыта использования этих методов для исследования объектов различной природы, встречающихся людям в повседневной жизни [4, 5].

Решение первой задачи становится возможным при условии, что учитель сам хорошо информирован о методах современного естествознания, а некоторыми из них владеет сам настолько, чтобы иллюстрировать их в учебном эксперименте. Кроме того, учитель должен уметь адаптировать некоторые из этих методов до уровня понятного обучающимся. Это, как правило, делается поэтапно. Начинать всегда стоит с анализа изучаемого объекта или явления, затем подбора необходимого оборудования, на последнем этапе следует подумать о наглядном представлении результата и его интерпретации. Собственно последний этап является самым сложным. Разумеется, эта работа требует от учителя серьезной работы.

В любом случае проводимый эксперимент структурно должен быть очень простым и наглядным (учитываем, что обучающиеся естествознанию могут быть склонны к восприятию гуманитарных знаний).

Обсудим подробнее возможные пути решения каждой из них.

Установление типа объекта и его особенностей.

Прежде всего, следует установить пространственные характеристики объекта. Для этого удобно использовать размерный принцип (объекты мега–, макро– и микромира). Казалось бы, что ученический натурный эксперимент в основном лежит в области макрообъектов, а области макро– и микро– доступны лишь для наблюдения, но это не так и об этом будет сказано ниже. Далее определим, что происходит с объектом, и с какой скоростью (временные характеристики). Имеются в виду процессы, в которых участвует объект в результате внешних воздействий. Временные характеристики этих процессов определяют тип выбираемого оборудования.

Выбор используемого оборудования.

Оборудование выбирается в соответствии со свойствами исследуемых объектов и процессов, в которых они участвуют. Если эти процессы очень быстрые или очень медленные (по сравнению со скоростью восприятия человека), то необходимо выбирать датчики, которые сопрягаются с персональным компьютером (ПК). Если это процессы соизмеримы со скоростью реакции на них человека, то можно использовать аналоговые или цифровые приборы без привлечения ПК.

Выбор оборудования зависит также и от формы проведения эксперимента. В случае демонстрационного эксперимента оборудование должно обеспечивать, прежде всего, его наглядность и доступность.

В качестве примера приведем наблюдение броуновского движения (контекст, в котором это можно делать обсуждать в данном случае не будем). Это можно сделать в форме демонстрации, экспериментального задания и лабораторной работы.

В первом случае лучше выбрать цифровой микроскоп, с помощью которого через проектор броуновское движение можно наблюдать на большом экране (или интерактивной доске). Во втором случае можно использовать лабораторный микроскоп, которым должен быть обеспечен каждый учащийся. В третьем случае помимо микроскопа учащиеся должны иметь возможности и средства произведения каких-либо измерений. Например, для фиксации числа частиц в поле зрения в каждый момент времени необходим секундомер и т.п.

Численность и состав класса также должны учитываться при выборе форм проведения эксперимента. В малочисленных аудиториях обеспечить видимость демонстрации несколько проще, а также упрощается задача по организации выполнения экспериментальных заданий или лабораторных работ.

Важной представляется и решение второй задачи. Очень часто люди просто не отдают себе отчета в том, что в повседневной жизни сталкиваются с достаточно сложными явлениями естествознания. Следовательно, в процессе обучения естествознанию учитель должен обращать внимание учащихся на явления окружающего мира, устанавливать причинно-следственные связи между ними, демонстрировать возможности естествознания для их объяснения.

Кроме того, весьма полезным будет обсуждение с учащимися особенностей эксперимента, проводимого в различных естественных науках (ретроспектива и современное состояние). Так характерной особенностью химического эксперимента является то, что в процессе его проведения происходит превращение одного вещества в другое. С некоторых пор физики также вторглись в эту область, но подходы здесь несколько разные. Физики добиваются превращения одного вещества в другое, воздействуя на вещество частицами с огромными энергиями, химики добиваются преобразований, создавая условия для вступления веществ в химическую реакцию. Специфический биологический эксперимент чаще всего раньше носил качественный характер (проводилось описание и систематизация каких-либо объектов), но в последнее время в нем все чаще используются точные количественные методы.

Целью освоения естественнонаучного эксперимента для школьников, обучающихся в любом из профилей, является использование его для решения практических задач, которые могут встретиться в жизни или для оценки полученной информации.

 

Литература

1. Королева Л.В., Петрова Е.Б., Королев М.Ю., Заварыкина Л.Н., Одинцова Н.И. Подготовка магистров в области естествознания в рамках компетентностного подхода. – М.: Карпов Е.В., 2015. – 128 с.

2. Петрова Е.Б. Профессионально направленная методическая система подготовки по физике будущих учителей естественнонаучных дисциплин: монография. – М.: Карпов Е.В., 2009.

3. Петрова Е.Б. Особенности подготовки студентов магистратуры в области учебного эксперимента// В сб. «Опыт преподавания естествознания в России и за рубежом». – М.: ИНФРА-М, 2015. – С. 57-68.

4. Петрова Е.Б. Изучение биологии с использованием учебного физического эксперимента// Биология в школе. – 2012. – № 10. – С. 45-48.

5. Петрова Е.Б. Роль учебного эксперимента при профильном обучении// Физика в школе. – 2009. – № 6. – С. 38-44.

 

 

К ВОПРОСУ О ФОРМИРОВАНИИ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ ЧЕРЕЗ ИНТЕГРАЦИЮ УРОЧНОЙ И ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ПРЕДМЕТУ БИОЛОГИЯ

 

Н.С. Бабичева, к.б.н., учитель биологии ГБОУ гимназии № 159 «Бестужевская» Калининского района Санкт-Петербурга, nina.kotelnikova87@gmail.com

 

Актуальность. Происходящие изменения в современном обществе требуют развития новых способов образования, нацеленных на индивидуальное развитие личности, творческую инициацию, выработку навыка самостоятельности. Важным становятся не только сами знания, но и тот арсенал методов и способов их получения, которыми владеет обучающийся. Ведь благодаря этому создается как основа понимания окружающего мира, техники и технологии, так и формируется критическое мышление учащихся (один из путей оценки достоверности естественнонаучной информации). В связи с этим в нашей гимназии был разработан и внедрен в практику проект «Эко образовательный маршрут», научной основой которого являются идеи об исследовательской деятельности учащихся В.Н. Дружинина, А.В. Леонтовича, Т.А. Файн, Е.С. Полат [1-4].

Целью проекта является создание условий для формирования научного познания обучающихся, через формирование способов активной исследовательской деятельности на уроках биологии и во внеурочное время.

Задачи. 1. Разработать эффективную модель интеграции урочной и внеурочной деятельности для формирования основ научного познания. 2. Разработать междисциплинарный курс «Эко образовательный маршрут» с установлением межпредметных связей между разделами и подразделами учебных предметов «Биология», «Экология», другими разделами естественнонаучных и гуманитарных дисциплин, изучаемых на 2 и 3 ступени обучения. 3. Организовать научно-исследовательскую деятельность по изучению экологического состояния Санкт-Петербурга и Ленинградской области.

Первичная целевая аудитория: учащиеся гимназии (5-11 классов).

Новизна проекта: создан курс учебных занятий, включающих интерактивные формы, проектную и исследовательскую деятельность самих учащихся, способствующих формированию основ научного познания.

Педагогические эффекты: формирование системы знаний о современном экологическом кризисе (предметные); социально-значимая практическая деятельность учащихся (метапредметные); формирование основ экологической культуры учащихся (личностные); практическое применение знаний и умений учащихся (личностные);

Краткое содержание проекта. Проект реализуется в течение учебного года и предусматривает три основных этапа.

I этап – подготовительный. Представляет собой разработку курса учебных занятий, включающих интерактивные формы, проектную и исследовательскую деятельность самих учащихся. На этом этапе происходит формирование инициативной группы учащихся для разработки тем научно-исследовательских работ по изучению экологического состояния города и области.

II этап – основной. На данном этапе реализуются учебные занятия с учащимися по разработанному курсу, проходит работа учащихся над научно-исследовательскими проектами, обучающиеся разрабатывают информационную компанию по пропаганде экологической культуры.

III этап – популяризация проекта. На данном этапе участники проекта популяризируют свои работы, выступая на конференциях, круглых столах, размещая публикации в СМИ и интернете.

Ожидаемые результаты. 1. Разработан и применен курс учебных занятий по формированию научного познания и экологической культуры учащихся. 2. Сформированы навыки решения конкретных экологических проблем. 3. Сформированы умения учащихся по написанию научно-исследовательских и социально-экологических проектов по пропаганде экологической культуры. 4. Созданы условия для социальной практики учащихся.

За время реализации «Эко образовательного маршрута» в нашей гимназии (2011-2016) отмечается положительная динамика в освоении учебного курса «Биология»; ежегодно учащиеся-участники проекта успешно представляют свои исследовательские работы на конференциях различного уровня (районный, городские, всероссийские, международные); особо отличившиеся работы были отмечены дипломами лауреата Международных конкурсов среди особо одаренной молодежи «Звезда Прометея» и «Звезда Лихачева» (2013-2014 учебный год, 2014-2015 учебный год, 2015-2016 учебный год).

В заключение, хотелось бы отметить, что преимущества внедрения проектно-исследовательской деятельности обучающихся в образовательный процесс очевидны: у обучающихся в наибольшей степени развиваются исследовательские умения и навыки; формируются умения творчески, нестандартно решать учебные задачи; возникает положительная мотивация к учебе.

 

Литература

1. Дружинин В.Н. Когнитивные способности: структура, диагностика, развитие. – М.: ПЕРСЭ; СПб.: ИМАТОН-М, 2001. – 234 с.

2. Леонтович А. В. «Исследовательская деятельность учащихся» (сборник статей). – М., 2003. ¬ 96 с.

3. Полат Е.С. Как рождается проект. – М., 2003. – 296 с.

4. Файн Т.А. Положение о символике и атрибутах образовательного учреждения начальная школа-детский сад "Балкыш"// Практика административной работы в школе. – 2004. – № 1. – С. 68.

 

 

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ КАК СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ УЧЕБНЫХ ДЕЙСТВИЙ НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ

 

А.А. Парфёнова, магистрант факультета географии РГПУ им. Герцена, учитель географии ГБОУ гимназии № 513 Невского района Санкт-Петербурга; agilecat13@gmail.com

 

Новые образовательные стандарты предъявляют новые требования к результатам образования; одним из концептуальных нововведений стандартов второго поколения являются метапредметные результаты образования, сформулированные через систему универсальных учебных действий. Под универсальными учебными действиями в концепции ФГОС понимаются обобщенные способы деятельности, способствующие саморазвитию и самосовершенствованию обучающегося [1]. В более широком значении этот термин обозначает способность субъекта к сознательному и активному приобретению нового социального опыта [4].

Изменение в структуре требований к результатам требуют от учителя разработки нового арсенала форм, методов и технологий обучения, способствующих достижению заявленных стандартом результатов.

В сложившихся условиях особую роль приобретают проблемные методы обучения, позволяющие реализовывать системно-деятельностный подход и повышать познавательный интерес к географическому образованию у школьников.

География как школьная дисциплина предоставляет широкие возможности для использования проблемных методов обучения. Это обусловлено интегративным характером школьного курса географии, а также высокой применимостью географических знаний в повседневной жизни. Для формирования метапредметных результатов при обучении географии одним из эффективных инструментов может стать такая форма проблемного обучения как ситуационные задачи.

Ситуационные задачи (в зарубежной литературе кейс-метод) были впервые применены в Гарварде и нашли широкое применение в высшей школе. Однако применение ситуационных задач имеет большой потенциал в школьном географическом образовании. Е.К. Павленко определяет ситуационную задачу как методический прием, включающий совокупность условий, направленных на решение практически значимой ситуации с целью формирования компонентов содержания школьного образования [2]. Ключевым моментом в работе педагога над ситуационной задачей является выбор проблемной ситуации. Через ее содержание и систему разноуровневых заданий педагог имеет возможность создать условия для формирования различных УУД. Процесс поиска выхода из проблемной ситуации провоцирует учащегося на активную коммуникацию, применения знаний и умений из сопряженных дисциплин, требует планирования своей деятельности, способствует формированию эмоционально-ценностного отношения к миру и к деятельности.

Вне зависимости от вида конкретной ситуационной задачи все они имеют типовую структуру:

    название (привлекающее внимание и способствующее возникновению интереса у учащихся);

    ситуация – конкретная проблема или история из жизни;

    личностно-значимый познавательный вопрос;

    информация по данному вопросу в текстовом, графическом или табличном виде;

    вопросы или задания для работы с задачей разного уровня сложности [2].

Важным аспектом использования ситуационных задач в обучении является повышение эффективности работы преподавателя. Он становится ключевой фигурой в развитии личности обучающегося. Особенностью учителя, практикующего данную форму обучения, должна стать не только реализация своих способностей, но и их непрерывное развитие. Ю.П. Сурмин выделил ряд принципов, свойственных преподавателю, использующему в своей деятельности ситуационные задачи [3].

    Принцип многообразия и эффективности дидактического арсенала – предполагает постоянное изучение преподавателем методики и дидактики и целенаправленное их использование в учебном процессе.

    Принцип партнерства, сотрудничества с учащимися – базируется на признании учеников партнерами в процессе учебной деятельности.

    Принцип смещения роли преподавателя с трансляции знаний к организации процесса их добывания – преподаватель перестает быть «держателем» знаний и становится экспертом и консультантом, помогающим обучающимся найти свой путь.

    Принцип впитывания достижений педагогической и психологической науки, опыта, накопленного коллегами

Данные принципы находят отражение в таких аспектах государственных стандартов, как внедрение деятельностного подхода, эволюции роли учителя и других, что делает прием ситуационных задач одним их актуальных инструментов в работе современного учителя.

 

Литература

1. Беловолова Е.А. География: формирование универсальных учебных действий: 5-9 классы: методическое пособие / Е.А. Беловолова. – М.: Вентана-Граф, 2014.

2. Павленко Е.К. Методика использования ситуационных задач при интерактивном изучении школьного курса «География России»: Дис. …канд. пед. наук. – СПб., 2012.

3. Ситуационный анализ, или анатомия кейс-метода / Под ред. д-ра социологических наук, профессора Ю.П. Сурмина. – Киев: Центр инноваций и развития, 2002.

4. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий / Под ред. А. Г. Асмолова. – М.: Просвещение, 2011.


Яндекс.Метрика