Подготовка учителей естественно-научного цикла к разработке учебно-познавательных задач

О. Н. Богданова, Н. ф. Ильина

Подготовка учителей естественно-научного цикла...

Научные сообщения

УДК 378.091.398

Подготовка учителей естественно-научного цикла к разработке учебно-познавательных задач

О. Н. Богданова, Н. Ф. Ильина

Training of a natural-science cycle teachers for development of educational and informative tasks

O. N. Bogdanova, N. F. Ilyina

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы подготовки учителей естественнонаучного цикла к разработке учебно-познавательных задач, включающих название, ситуацию, личностно значимый познавательный вопрос, информацию по поставленному вопросу, представленную в разнообразном виде, а также вопросы или задания для работы с задачей. Применение учебно-познавательных задач позволит обучать школьников решать жизненные задачи с помощью предметных знаний и обеспечит переход от существующей практики дробления знаний на предметы к целостному восприятию мира, к метадеятельно-сти. Показаны отдельные компоненты содержания, связанные с определением педагогами перечня межпредметных понятий и выявлением предметного содержания и способов, направленных на освоение школьниками универсальных учебных действий. Данный вид деятельности направлен на повышение педагогического мастерства педагогов и достижения современного качества образования в системе повышения квалификации как качества его результатов и качества условий, созданных для достижения предметных и метапредмет-ных результатов.

Abstract. The article discusses questions of training of a natural-science cycle teachers for development of educational and informative tasks including denotation, situation, personal and sig-

nificant informative question, information about the question posed, presented in the various form and also questions or tasks for work with a task. Application of educational and informative tasks will allow to teach pupils to solve vital problems by means of subject knowledge and will provide transition from the existing practice of fragmentation knowledge to complete perception of the world, to metaactivity. The separate components of contents connected with definition by teachers of the list of intersubject concepts and detection of the subject contents and the ways directed to development by pupils of universal educational actions are shown. This kind of activity is directed to increase ofpedagogical skill of teachers and achievement of modern quality of education in system of professional development as qualities of his results and quality of the conditions created for achievement of subject and metasubject results.

Ключевые слова: программа повышения квалификации, учителя естественно-научного цикла, метапредметный результат, межпредметные понятия, универсальные учебные действия, учебно-познавательная задача.

Keywords: advanced training program, natural-science cycle teacher, metasubject result, inter-subject concepts, universal educational actions, educational and informative task.

В федеральном государственном образовательном стандарте основного общего образова-

о соА'йс т,^ / \

ЧИППКРО

ния (далее - Стандарт) предъявляемые требования к результатам обучения, развития и воспитания школьников обусловлены резким развитием современных технологий и ростом интеграции наук. В школе появилась необходимость реализовывать подход, обеспечивающий переход от существующей практики дробления знаний на предметы к целостному восприятию мира, к метадеятельности, т. е. к деятельности, которая является «надпредметной».

Данные краевой статистики и результаты проведенного в регионе исследования по выявлению образовательных потребностей и ожиданий педагогов от системы повышения квалификации свидетельствуют о том, что 36% педагогов образовательных организаций обучают школьников по двум и более предметам. Также удалось выяснить, что у учителей физики, химии, биологии и географии существует потребность и необходимость в повышении квалификации не по одному предмету, а сразу нескольких предметов смежных дисциплин для формирования у школьников целостной естественнонаучной картины мира.

Кроме того, в практике профессиональной подготовки учителей естественно-научных дисциплин обозначилась необходимость формирования умений реализовывать межпредметную интеграцию на практике, что вызывает сложности у педагогов, связанные с недостаточной теоретической, методической и практической разработанностью системы формирования таких умений. Повышение требований к профессионально-педагогической компетентности учителей естественно-научных дисциплин значительно усложняет задачу подготовки учителей физики, химии, биологии и географии в педагогических вузах и делает более актуальными исследования проблемы их подготовки к деятельности по реализации междисциплинарного подхода в последипломный период в системе повышения квалификации [1].

Таким образом, возникла необходимость в разработке для учителей естественно-научного цикла востребованного содержания в программе повышения квалификации.

В практике Красноярского краевого института повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования авторы-разработчики при проектировании программ повышения квалификации берут за

основу инновационную модель, которая предполагает, что содержание заказывают слушатели, или по-другому участники курсов повышения квалификации, или же содержание формируется усилиями обучающих и обучающихся по заявленной тематике.

Таким образом, учитывая результаты исследования и инновационный подход, была разработана программа повышения квалификации (далее - Программа) «Формирование межпредметных понятий как метапредметного результата обучения физике, химии, биологии, географии в основной школе», в объеме 72 учебных часов. Участники курсов повышения квалификации на протяжении всего обучения работают в группах по 3-4 человека, состав группы определяется, исходя из преподаваемого предмета, например физик - географ - биолог или биолог - химик - физик и другие комбинации. Для организации работы в группах используются схема системного анализа, позволяющая сопоставить предметное содержание, задания, а также методические и дидактические материалы, шаблоны для выполнения практических работ.

Освоение педагогами содержания Программы и выполнение всех практических работ осуществляется на основе системно-деятель-ностного подхода, составляющем методологическую основу требований Стандарта, и в результате позволяет участникам курсов повышения квалификации в качестве итогового продукта разработать учебно-познавательную задачу. Востребованность в разработке учебно-познавательных задач обусловлена осознанием значимости предъявляемых требований к результатам освоения Стандарта в основной школе и необходимостью обеспечения учебной деятельности школьников заданиями формирующего характера.

Познавательные действия школьника реализуются в совокупности действий, адекватных содержанию, а дидактические приемы учителя в носителях этих действий и средствах их формирования - учебно-познавательных задачах. Решение творческих задач основывается на применении различных методов познания, конструирования новых способов аргументации, приложений, а также требует от учащихся интеграции знаний из различных образовательных областей.

О. Н. Богданова, Н. ф. Ильина

Подготовка учителей естественно-научного цикла...

Важной составляющей компонентой при разработке задач является определение педагогами перечня межпредметных понятий. Само понятие рассматривается педагогами как категория философии, логики, психологии, педагогики.

Большая Советская Энциклопедия дает следующее определение этой категории: «Понятие, форма мышления, отражающая существенные свойства, связи и отношения предметов и явлений в их противоречии и развитии; мысль или система мыслей, обобщающая, выделяющая предметы некоторого класса по определенным общим и в совокупности специфическим для них признакам».

К межпредметным естественно-научным понятиям относятся понятия, находящиеся на стыке различных учебных предметов, выполняющие функцию формирования системы данной области знаний.

Освоение межпредметных понятий и закономерностей в рамках естественно-научного цикла направлено на понимание учащимися единства материи, форм ее движения, а также общих законов развития материального мира.

Только на таком фундаменте возможно развитие у учащихся системного мышления и научного мировоззрения, являющимися ведущими критериями качества естественно-научного образования.

Фактором выделения межпредметных понятий в естественно-научном цикле выступают признаки и свойства объектов познания и закономерности, существующие между объектами и процессами.

Основанием для отбора межпредметных понятий в естественно-научном цикле являются:

- понятия высокого уровня обобщения, требующие конкретизации (в том числе, на материале отдельных предметов);

ЧИППКРО

- многосмысловые понятия, требующие различения их значений в предметных областях и употребляемых контекстах;

- понятия, вклад в формирование которых вносит каждый из объединившихся в проекте предметов.

Для этого учителям физики, химии, биологии и географии, предлагается выполнить практическое задание: используя учебники, заполнить шаблон (табл. 1).

Процесс отбора понятий следующий:

- представление обо всех изучаемых дидактических единицах (факты, законы, закономерности, правила и пр.) в рамках четырех предметов;

- выделение позиций, претендующих на межпредметность;

- определение межпредметной понятийной базы.

Критериями оценивания являются: полнота выделения понятий, определение этапов формирования межпредметных понятий в дисциплинах естественно-научного цикла. Далее необходимо в сформированном перечне сгруппировать понятия по изучаемому содержанию.

При выполнении следующей практической работы особое внимание уделяется формированию у педагогов умения дать определение выделенным межпредметным понятиям (табл. 2). Педагоги знают, что определение (дефиниция) - это логическая операция, заключающаяся в придании строгого смысла языковому выражению и выявлении его значения. В науке известны следующие виды определений: явные, родовидовые, генетические, целевые, квалифицирующие, перечислительные и операциональные. Например, родовидовые определения традиционно называют наиболее распространенным и классическим видом определений. Они строятся через указание на род и видовое отличие.

Таблица 1

Кодификатор «Межпредметные понятия»

Код Понятия Умения Предметы, класс

физика химия биология география математика

1

2

п

о соА'йс т,^ / \

ЧИППКРО

Простой пример родовидового определения: «биология - это наука, изучающая живые организмы». В данном случае наука - это род, свойство «изучать живые организмы» - это видовое отличие. Нужно сказать, что практически все явные определения в том или ином виде содержат указание на род и видовое отличие.

Операциональные определения - это определения, содержащие в определяющей части некоторое проверочное условие, выполняя которое можно выяснить, подпадает ли произвольный предмет под данное слово или нет. Например, «вода - это бесцветная, прозрачная, не имеющая запаха жидкость, которая при нормальном атмосферном давлении превращается в лед при температуре 0 °С и в пар - при температуре 100 °С». Охлаждая и нагревая любую жидкость до указанных температур, можно выяснить, является она водой или нет.

В качестве примера генетического определения можно привести следующий пример: «чернозем - это богатый гумусом, темноокра-шенный тип почвы, сформировавшийся на лессовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно-континентального климата при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью».

Необходимо отметить, что выполнение этого вида практической работы вызывает у педагогов профессиональные затруднения, обнаруживаются дефициты в знании предмета.

Чаще всего в школьной практике педагоги не уделяют необходимого внимания выделению межпредметных понятий, а подход к действию «дать определение» выполняется формально, определение понятия переписывается из учебника.

Далее педагогам необходимо выявить способ формирования у учащихся общих, интегрированных понятий при изучении физики, химии, биологии и географии.

Например, таких, как масса, закон сохранения массы, энергия, виды энергии, сохранение и превращение энергии и др., с целью осуществления интеграции знаний об одном и том же объекте, изучаемом в разных предметах с применением математического аппарата (табл. 2). Кроме того, рассматриваются способы введения таких понятий как испарение, амплитуда, капилляры, вещество и др. Данная работа вы-

зывает огромный познавательный интерес у учителей физики, химии, биологии и географии.

Следующей компонентой для последующей разработки итогового продукта является выявление предметного содержания и способов, направленных на освоение школьниками универсальных учебных действий (личностных, познавательных, коммуникативных и регулятивных, далее УУД).

Осуществление данной практической работы позволяет педагогам выявить собственные дефициты в неумении сформулировать для школьников конкретное задание, способствующее формированию УУД.

Таким образом, обозначенный в Стандарте метапредметный результат, складывающийся из УУД и межпредметных понятий, находит практическое понимание педагогами полного понимания сути в содержании повышения квалификации.

В требованиях Стандарта система планируемых результатов (личностных, метапред-метных и предметных) устанавливает и описывает классы учебно-познавательных и учебно-практических задач, которых фактически нет ни в учебниках, ни в учебных пособиях, что вызывает у педагогов трудности при проектировании учебного занятия и подборке заданий для обучения школьников [2].

Очевидно, что конечный образовательный результат достижим только в том случае, если изменится методика обучения, которая будет стимулировать самостоятельную и творческую деятельность школьника, а также будут смещены содержательные акценты с передачи и накопления информации на формирование предметных и универсальных способов действий, создающих опорную систему знаний, обеспечивающих возможность продолжения образования на следующей ступени.

Разработке учебно-познавательных задач, которые являются одним из эффективных средств развития межпредметных понятий и УУД, в Программе отводится 22% учебного времени. При этом необходимым условием обучения решению задачи является рассмотрение различных видов действий учеников на каждом этапе ее решения, способствующих результативному его прохождению. Традиционно участники курсов повышения квалифи-

О. Н Богданова, Н ф. Ильина

Подготовка учителей естественно-научного цикла....

кации в основе проектирования задач опираются на авторские методики [3].

Содержание задач строится как на учебном, так и внеучебном материале.

Ситуация, лежащая в основе задачи, имеет интегрированный характер, то есть является актуальной для физики, биологии, химии и географии.

Для создания задач по предметам естественно-научного цикла базовыми источниками являются: художественная и публицистическая литература, оперативная информация из СМИ, статистические материалы, научные публикации, ресурсы Интернета.

Учебно-познавательная задача содержит избыточную информацию, которая необходима для того, чтобы подготовить человека для успешной жизни в информационном обществе. Задача имеет следующую структуру:

- название (желательно яркое, привлекающее внимание учащихся);

- ситуацию - случай, проблему, историю из реальной жизни;

- личностно значимый познавательный вопрос;

- информацию по данному вопросу, представленную в виде таблицы, графика, схемы, рисунка, статистических данных;

- вопросы или задания для работы с задачей.

Содержание задач, как правило, определяется потребностями и интересами конкретной группы учащихся, ориентировано на имеющийся культурный опыт и предоставляет возможность творчески осваивать новый опыт.

Задания для учащихся в этих задачах составляются разного уровня сложности

ЧИППКРО

(табл. 3). При разработке учебно-познавательных задач педагоги используют таксономию Б. Блума и Д. Толлингеровой. Предложенная таксономия учебных задач раскрывает стоящую за любым учебным материалом систему познавательных действий и операций, начиная от действий, связанных с восприятием, запоминанием, припоминанием, и кончая операциями логического и творческого мышления. Таксономия вводит четкие ориентиры для оценки учителем развивающих возможностей предлагаемых ученикам заданий. Она помогает на деле осуществить системное проектирование задач, направленных на развитие всех познавательных возможностей ребенка, избегая однообразия в порождаемых действиях и обеспечивая преемственность переходов от простых формально-логических действий - к сложным, от творческих заданий - к заданиям на репродукцию и запоминание [4].

Критерии оценивания разработки учебно-познавательных задач следующие (да/нет):

1. Название задачи должно отражать ее смысл, быть привлекательным для учащихся.

2. Личностно значимый познавательный вопрос (обязательная составляющая задачи) -должен быть сформулирован таким образом, чтобы ученику захотелось найти на него ответ.

3. Информация по данному вопросу, должна быть представлена в разнообразном виде: текстов из различных источников, рисунков, схем, таблиц, диаграмм, ссылок и пр.

4. Информация по данному вопросу, должна быть интегрированного характера, краткой, но емкой.

5. Задания для учащихся должны быть составлены на основе таксономии Б. Блума и/или Д. Толлингеровой, отражать уровни освоения межпредметных понятий и умений, иметь прак-

Таблица 2

Перечень межпредметных понятий

№ Понятие (термин) Тип дидактической единицы Определение (характеристика) Способ введения понятия

1

2

п

о соА'йс т,^

f \

ЧИППКРО

Таблица 3

Технологическая карта проектирования учебно-познавательной задачи

Ф. И. О. учителей, образовательная организация, адрес электронной почты

Предметы

Класс, тема

Название задачи

Личностно -значимый познавательный вопрос

Информация по данному вопросу, представленная в разнообразном виде

Задания для учащихся

Ознакомление

Понимание

Применение

Анализ

Синтез

Оценка

тико-ориентированный характер. Соответствие разработки итогового продукта всем указанным критериям является основанием для фиксации успешного освоения педагогами содержания Программы курсов повышения квалификации.

Таким образом, применение учебно-познавательных задач в обучении позволит развивать мотивацию учащихся к познанию окружающего мира, освоению социокультурной среды; актуализировать предметные и межпредметные знания с целью решения личностно значимых проблем на деятельностной основе; вырабатывать партнерские отношения между учащимися и педагогами.

Кроме того, проведенный анализ требований Стандарта к результатам школьного естественно-научного образования на трех уровнях (личностном, предметном и метапредметном) позволяет сделать вывод о том, что разработка методики использования задач при интерактивном изучении предметов указанного цикла является дополнением и расширением стратегии модернизации школьного естественнонаучного образования.

Библиографический список:

1. Диагностика деятельности учителей естественно-научных дисциплин по реализации межпредметных связей : учебно-методическое посо-

бие / сост. B. C. Елагина. - Челябинск : Изд-во ЧГПУ, 2001. - 56 с.

2. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 1897 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования». Зарегистрирован Минюстом России 01 февраля 2011 г. Регистрационный № 19644.

3. Акулова О. В., Писарева С. А., Пискуно-ва Е. В. Конструирование ситуационных задач для оценки компетентности учащихся : учебно-методическое пособие для педагогов школ. -СПб. : КАРО, 2008. - 96 с.

4. Толлингерова Д., Голоушова Д., Кантор-кова Г. Психология проектирования умственного развития детей / Д. Толлингерова, Д. Голоушова, Г. Канторкова. - М. : Изд-во «Прага», 1994.- 67с.

References:

1. Diagnostic of teachers ' activity of natural-science disciplines for the implementation of interdisciplinary connections. Training handbook / Comp. by V. S. Elagina [Diagnostika dejatel'nosti uchitelej estestvenno-nauchnyh disciplin po realizacii mezhpredmetnyh svjazej. Uchebno-metodicheskoe posobie / sost. V. S. Elagina]. Chelyabinck : publiching house of CSPU, 2001. 56 p.

О. Н Богданова, Н ф. Ильина

Подготовка учителей естественно-научного цикла...

2. The order of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation of December 17,

2010 N 1897 "About the approval of the federal state educational standard of the main general education ". It is registered by the Ministry of Justice of the Russian Federation on February 1, 2011. Registration N 19644 [Prikaz Ministerstva obrazovanija i nauki Rossijskoj Federacii ot 17 dekabrja 2010 N 1897 "Ob utverzhdenii federal'nogo gosudarstvennogo obrazo-vatel'nogo standarta osnovnogo obshhego obrazova-nija". Zaregistrirovan Minjustom Rossii 1 fevralja

2011 Registracionnyj N 19644].

ЧИППКР0

3. Akulova O. V., Pisareva S. A., Piskunova E. V. Designing of situational tasks for an assessment of competence of pupils: An educational and methodical grant for teachers of schools [Konstruirovanie situa-cionnyh zadach dlja ocenki kompetentnosti uchash-hihsja : uchebno-metodicheskoe posobie dlja pedago-gov shkol]. St. Petersburg : KARO, 2008. 96 p.

4. Tollingerova D., Goloushova D., Kantor-kova G. Psychology of design of intellectual development of children [Psihologija proektirovanija umstvennogo razvitija detej]. M. : Prague publishing house, 1994. 67 p.