Определение эффективности преподавания интегрированного курса естествознания в старших классах

М.Г. Абраменко, З.А. Скрипт

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ

ИНТЕГРИРОВАННОГО КУРСА ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В СТАРШИХ КЛАССАХ

Томский государственный педагогический университет

На современном этапе развития представлений о целях и задачах массового образования одной из основных задач является формирование современного научного мировоззрения. Данная задача решается эффективно в том случае, если у учеников формируется целостное знание о мире природы, о законах и взаимных связях, существующих в окружающем мире. Именно такое знание формируется в процессе преподавания интегрированных естественнонаучных курсов. Интеграция, представляя собой тенденцию развития междисциплинарности (межпредметности), выступает инструментом фундаментализации знаний учащихся на основе представлений о цельности мира и роли человека в нем.

Несмотря на различные подходы к структурированию материала интегрированных естественнонаучных курсов, критериями качества знаний педагоги выдвигают целостность, системность как ключевые образовательные категории.

Разрабатывая интегрированные естественнонаучные курсы для старших классов, необходимо учитывать, что развитие теоретического мышления в старшем школьном возрасте изменяет характер самостоятельной деятельности учащихся, в том числе касающейся и проведения опытов и наблюдений. Мыслительная деятельность старших школьников характеризуется более высоким уровнем обобщения и абстрагирования (А.Н. Леонтьев, Л.В. Занков,

С.Л. Рубинштейн). В этом случае преподавание теоретического интегрированного курса «Естествознание» в сочетании с лабораторным экспериментом позволяет формировать системные представления учащихся. Отличительным признаком лабораторного практикума для интегрированных естественнонаучных курсов должен стать их комплексный характер.

Для доказательства преимущества интегрированного курса естествознания в 10-11-х классах, в котором теоретические знания органично сочетаются с комплексными лабораторными работами, были выбраны экспериментальные и контрольные классы в технико-экономическом профессиональном лицее г. Томска. В контрольных классах курс естествознания не изучался.

В процессе данного эксперимента предполагалось оценить влияние преподавания интегрированного курса «Естествознание», включающего лабораторные работы комплексного характера, на следующие элементы:

1) формирование у учащихся первоначальных научно-мировоззренческих представлений;

2) формирование у учащихся системных знаний естественнонаучного характера;

3) степень усвоения ими программного'материала по естествознанию, базирующегося на физическом знании.

Обычно под достижением школьника подразумевают «продвижение учащегося в процессе учебной деятельности, понимаемое и как процесс (движение от прежнего уровня к новому уровню овладения чем-либо), и как результат (соответствие достигнутого учащимися уровня овладения чем-либо определенному образовательному стандарту)» [ 1 ],

При таком понимании сущности достижений учащихся, контроль и оценивание знаний при их соответствующей организации, позволяет решить несколько задач, в том числе возможность получения учителем достаточно полной информации о результатах учебной деятельности учащихся.

Для оценивания достижений учащихся в качестве одного из средств, позволяющих оценить их с учетом как показателей роста, так и показателей развития, используют тесты. Как правило, цели, преследуемые в процессе отбора содержания для тестовых заданий, определяются целями, которые реализуются в процессе преподавания курсов. Как отмечалось выше, одной из основных задач интегрированного курса «Естествознание» является формирование целостных представлений о мире. Это и определило цели тестирования в данном исследовании. Кроме того, с помощью данных тестов предполагалась проверка степени оперирования знаниями определенного раздела (воспроизведение, применение, интеграция), полученными в результате изучения курса естествознания.

Тестирование проводилось по вопросам, которые изучались в разделе курса естествознания «Строение Вселенной на большом масштабе» и имели мировоззренческую направленность:

1. Что представляет собой Галактика?

2. Является ли Солнце уникальной звездой нашей Галактики? Ответ обосновать.

3. Может ли Земля упасть на Солнце? Ответ объяснить.

4. Масса Солнца больше массы Земли в сотни тысяч раз, почему с поверхности Земли ничего не притягивается Солнцем?

5. Как образовалась Солнечная система?

6. Почему происходит изменение вида звездного неба на определенной широте в различное время суток и года?

7. Как вы объясните различную яркость звезд?

8. Умеете ли вы находить созвездия? Какие созвездия вы знаете?

9. Знания каких наук, по-вашему, используются для изучения космоса?

10. Как схематично вы изобразите положение и связь между человеком, природой (Землей) и Космосом? Ответ пояснить словами.

Для сравнения результатов тестирования были выбраны 10-е классы технико-экономического профессионального лицея. В контрольных классах ни естествознание, ни астрономия как самостоятельные учебные предметы не изучались. В экспериментальных классах вопросы астрономии органично включены в курс естествознания в виде отдельного раздела, Следовательно, проводя тестирование до и после прохождения данного раздела, мы могли судить о том, как меняются представления учащихся о строении и связях нашего мира.

Работы по наблюдению за звездным небом, изучение и описание созвездий учащиеся выполняют с интересом, с положительным эмоциональным настроем. Вот некоторые выдержки из описаний этих работ:

- «...поначалу было трудно среди множества огоньков найти нужные... ощущаешь себя частицей Вселенной...»;

- «...во время наблюдения за созвездиями можно фантазировать, теперь я узнала, что каждая звезда имеет название и историю; объединяясь, они образуют созвездие...»;

- «...когда я находила какое-нибудь созвездие, то долго его рассматривала, мне было интересно - посмотришь и увидишь какую-то фигуру. Смотря на небо, я задумывалась о будущем...»;

- «...теперь, с кем бы я ни шла, всем показываю эти созвездия и пытаюсь научить маму находить их...»;

- «...перед тобой открывается черное небо с яркими огоньками. Такое ощущение, что ты открываешь Вселенную, видишь и чувствуешь Космос...»;

М.Г. Абраменко, З.А. Скрипка. Определение эффективности преподавания интегрированного курса..

а

3

о

о.

с

о

ш

о,

г

о

X

неправильные ответы д неполные ответы ц правильные ответы

Рис, 1, Результаты тестирования в контрольных 10-х классах, %: а - в начале учебного семестра; б - в конце учебного семестра

- «...когда находишь созвездие, и оно точно такое же, как на рисунке, возникает чувство радости и восторга, что знаешь теперь и другие созвездия кроме Большой Медведицы...»:

- «...раньше я никогда не увлекалась звездами, сейчас мне было интересно их изучать...»;

- «...было интересно, ведь, может, так же, как и мы, люди в далеком прошлом наблюдали за этими созвездиями, давали им названия и восхищались ими».

Сравнительное тестирование (рис. 1 и 2) показало, что у учеников контрольных классов количество правильных ответов в начале и в конце семестра практически не изменилось.

Результаты свидетельствуют (рис. 2) о формировании теоретических обобщений и первоначальных научно-мировоззренческих представлений у учащихся в экспериментальных классах. Количество пра-

вильных ответов на различные вопросы в экспериментальных классах увеличилось от 7 до 71 %.

В процессе анализа результатов тестирования были использованы графические методы представления результатов, статистическая обработка полученных данных по критерию X2 (хи-квадрат - критерий Пирсона) [2], когда полученные распределения контрольной и экспериментальной групп выглядят в виде последовательности равноотстающих вариантов и соответствующих им частот (рис. 3). Это позволяет установить согласие или несогласие гипотезы данным наблюдений на принятом уровне значимости.

Величина критерия X2 определяется по формуле X2 = Х(с12/Г), (суммирование по 1 от 1 до к), с! = "Г — Г, где 1^- эмпирические частоты, Г- теоретические частоты. Для вычисления теоретических частот находят, пользуясь методом произведений, выборочную

Количество учеников, % Номер вопроса Номер вопроса

а

Рис, 2, Результаты тестирования в экспериментальных 10-х классах, %: а - в начале учебного семестра; б- в конце учебного семестра

10 10

Количество правильных ответов

ц контрольные классы в экспериментальные классы

Рис. 3

В. В. Плещев. Анализ и формирование содержания предмета изучения и методического обеспечения.

Количество предложенных вопросов Учащихся в классах

Классы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Количество правильных ответов

экспериментальные 1 1 1 2 3 5 10 9 8 0 40

контрольные 2 5 6 10 6 6 2 0 0 0 37

среднюю и выборочное среднее квадратичное отклонение.

В контрольной группе распределение учащихся по количеству правильных ответов должно описаться кривой нормального распределения. В этом случае мы получим значение критерия X2 меньше критического значения статистики X2 = 14.07. взято-

крит

го для уровня значимости а = 0.05.

В экспериментальной группе распределение учащихся по количеству правильных ответов должно соответствовать кривой, отличной от нормального распределения. В этом случае мы получим значение критерия X2 больше критического значения статистики Х2к ш = 14.07, взятого для уровня значимости а = 0.0'$.

Полученные результаты показывают (таблица), что для уровня значимости а = 0.05 в экспериментальной группе Х2,^ = 27.6, в контрольной группе X2 й1 = 9.4 при критическом значении статистики X2 = 14.07. Это говорит (с достоверностью 95 %) о том, что изменения в представлениях учащихся о строении и связях нашего мира обусловлены не слу-

чайными факторами, а носят закономерный характер.

Из анализа проведенного исследования можно заключить, что изучение интегрированных естественнонаучных курсов, в которых органично сочетаются теория и лабораторные работы комплексного характера, приводит к формированию следующих положений мировоззренческого характера:

- окружающая природа, человек, космос представляют собой единое целое;

- все объекты и процессы природы находятся во взаимосвязи «элемент - система»;

- природа - источник всех наших знаний;

- фундаментальные законы природы существуют независимо от познающего и изменяющего ее человека.

Таким образом, можно заключить, что курс естествознания в старших классах благодаря своему интегративному характеру, органичному сочетанию теории и лабораторных работ способствует эффективному формированию современного мировоззрения учащихся.

Литература

1. Майров А.Н. Тесты школьных достижений: конструирование, проведение, испытание. СПб., 1997,

2. Берестнева О.Г., Уразаев А.М., Муратова Е.А, и др. Математические методы в психологии. Томск, 2001.