CC BY
36
№ 3,2008
ИННОВАЦИИ В ОБРАЗОВАНИИ
ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЕТЕНТНОСТИ УЧАЩИХСЯ ЧЕРЕЗ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
В. И. Ивлев, директор Регионального учебного округа МГУ им. Н. П. Огарева,
С. В. Сырцова, заместитель директора естественно-технического лицея г. Саранска по научно-методической работе
Авторами рассматриваются проблемы оценивания компетенции выпускников общеобразовательной школы и ее формирования через систему исследовательской деятельности учащихся на примере естественно-технического лицея г. Саранска. Приводится разработанный на основе стандарта общего среднего образования по физике инструментарий исследовательской деятельности для естественнонаучного направления.
Концепция модернизации российского образования в качестве цели модернизации декларирует создание механизма устойчивого развития системы образования, а в качестве одной из главных задач ставит достижение нового, современного, качества общего и профессионального образования.
Качество — степень соответствия присущих объекту характеристик установленным требованиям. Качество образования определяется совокупностью показателей, отражающих различные аспекты учебной деятельности образовательного учреждения: содержание образования, формы и методы обучения, материально-техническую базу, кадровый состав и т. п., которые обеспечивают развитие компетенций обучающейся молодежи1. Главным отличительным признаком современного качества образования становится сформированная в той или иной мере компетентность.
Компетентность есть выраженная способность применять свои знания и умения. Она представляет собой интегрированную характеристику качеств личности, результат подготовки выпускника к выполнению деятельности в определенных областях (направлениях), готовность к осуществлению какой-либо деятельности в конкретных проблемных ситуациях. Компетентный человек — это человек, обладающий достаточными навыками, знаниями и возможностями в определенной области. По отношению к
качеству образования, особенно общего (непрофессионального), понятие «компетентность» формальному определению (и оценке) поддается с трудом. Однако считаем целесообразным выделить набор качеств, которыми должен обладать выпускник образовательного учреждения, чтобы его можно было считать компетентным.
Базовое звено образования — общеобразовательная школа, модернизация которой предполагает ориентацию не только на усвоение обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие личности, ее познавательных и созидательных способностей, творческого отношения к учебной и трудовой деятельности. Какого же выпускника общеобразовательной школы можно считать компетентным? Для ответа на этот вопрос обратимся к стандартам общего образования.
Рассмотрим в качестве примера естественно-научное направление для довузовского уровня. Согласно стандарту общего среднего образования по физи-ке2 на базовом уровне3 ее изучение направлено на достижение следующих целей:
— освоение знаний о фундаментальных физических законах и принципах, лежащих в основе современной физической картины мира; наиболее важных открытиях в области физики, оказавших определяющее влияние на развитие техники и технологии; методах научного познания природы;
© В. И. Ивлев, С. В. Сырцова, 2008
— овладение умениями проводить наблюдения, планировать и выполнять эксперименты, выдвигать гипотезы и строить модели; применять полученные знания по физике для объяснения разнообразных физических явлений и свойств веществ, для практического использования физических знаний; оценивать достоверность естественно-научной информации;
— развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе приобретения знаний по физике с использованием различных источников информации и современных информационных технологий;
— воспитание убежденности в возможности познания законов природы и использования достижений физики на благо развития человеческой цивилизации; стремления к сотрудничеству в процессе совместного выполнения задач, уважительного отношения к мнению оппонента при обсуждении проблем естественно-научного содержания; готовности к морально-этической оценке использования научных достижений; чувства ответственности за защиту окружающей среды;
— использование приобретенных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности собственного существования, рационального природопользования и охраны окружающей среды.
Если в приведенных формулировках убрать слово «физических», то оставшийся текст будет абсолютно применим для всех естественных наук.
Второй и последний пункты из данного списка целей фактически определяют компетентность выпускника школы. Попытаемся установить, насколько успешно формирование компетентности в общеобразовательной школе и возможно ли оно в учебном процессе, регламентированном современным базисным учебным планом.
Анализ знаний студентов первых курсов МГУ им. Н. П. Огарева по физике и
математике4 показал, что качество физического образования выпускников общеобразовательных школ в подавляющем большинстве случаев далеко не соответствует стандарту. Например, в разделе «Механика» стандартного школьного курса физики рассматриваются, как правило, только такое движение твердого тела, которое можно свести к движению материальной точки, и только равномерное и равноускоренное движения по прямой или равномерное движение по окружности. На самом же деле движение реального объекта можно рассматривать так лишь на отдельных участках траектории. Далее, практически все задачи школьных задачников предполагают действие сил, не меняющихся во времени (исключение — колебательное движение). В действительности же силы меняются как по величине, так и по направлению, и именно благодаря этому производится управление движением транспортных средств. Такой подход к изучению механики не позволяет выработать у учащихся умение объяснять движение реальных объектов в реальных условиях. Даже на курсах повышения квалификации учителя физики (часто педагоги с достаточно большим стажем) испытывают затруднения при объяснении, например, механизма поворота велосипеда при повороте руля. С этим движением знакомы все современные дети на практике еще с дошкольного возраста.
Согласно требованиям цитированного стандарта к уровню подготовки выпускников в результате изучения физики на базовом уровне ученик должен знать/понимать смысл понятий, физических величин и физических законов, уметь описыгвать и объяснять физические явления и свойства тел.
Один из главных и наиболее распространенных недостатков физического образования — неумение грамотно (на правильном русском языке) сформулировать определения физических понятий, физические законы. Этот пробел в знаниях мы называем «незнанием азбуки
111!111Й1И1!Ш № 3,
физики». Его следствиями могут быть нечеткое понимание смысла «понятий, физических величин и физических законов», неумение логически рассуждать при решении «практических, жизненных задач», при объяснении «явлений природы, свойств вещества, принципов работы технических устройств».
Практика проведения лабораторных работ студентами первых курсов технических специальностей университета показывает, что умения, декларируемые вторым пунктом перечня стандарта, также отсутствуют у подавляющего большинства выпускников школы. Все это ставит задачу устранить указанные недостатки естественно-научного образования в современной общеобразовательной школе.
Базисный учебный план предусматривает изучение физики с 7 класса по два учебных часа в неделю. При этом ученику необходимо усвоить порядка 300 новых понятий и законов5. Выучить их можно, но научиться решать более или менее сложные физические задачи даже из типового школьного задачника за отведенное время проблематично. Тем более невозможно выработать умения, заложенные в требованиях вышеуказанного стандарта. Аналогично дела обстоят и с изучением других естественных наук.
Таким образом, ситуация с формированием компетентности учащихся общеобразовательной школы, как минимум, весьма сложная. В этих условиях особое значение приобретает вовлечение учащихся в исследовательскую и проектную деятельность. Данные виды деятельности учащихся общеобразовательных учреждений пока носят выборочный характер — к ним привлекаются преимущественно наиболее подготовленные или одаренные дети.
В современной педагогике исследовательская деятельность учащихся трактуется как одно из эффективных средств развития личности. Как правило, об исследовательской деятельности учащихся говорят как о средстве разви-
тия интеллектуальной одаренности. Однако складывающаяся в начале XXI в. ситуация в образовании требует расширения сферы применения этого вида работы. Необходимо, в частности, рассматривать исследовательскую и проектную деятельность как эффективный инструмент повышения качества общего образования, одно из главных средств (безусловно, не единственное) формирования компетентности, а ее результативность — как ведущий критерий качества образования.
Исследовательский компонент в настоящее время становится важным элементом подготовки и на ступенях начального и среднего профессионального образования. Отсюда вытекают необходимость и целесообразность введения элементов исследовательской деятельности в учебные планы и программы как общеобразовательной, так и профессиональной (начальной и средней) школы, разработки и реализации специальных программ, позволяющих целенаправленно развивать исследовательский тип мышления у молодого поколения в рамках обязательного компонента образования.
Исследовательской, как и вообще творческой, деятельности присущи характерные черты. Перечень таких черт содержится, например, в работе И. М. Осмоловской6. Отталкиваясь от него и опираясь на свой опыт, перечислим возможные признаки интеллектуальной творческой (исследовательской) деятельности:
— использование базовых знаний и умений для решения нестандартной задачи;
— умение разглядеть новую проблему в известном, обычном (объекте, явлении) и сформулировать ее;
— способность найти новое применение известному объекту или явлению;
— поиск альтернативных решений, использование различных способов действия при решении проблемы;
— умение структурировать сложные объекты, систематизировать совокупность информации.
Исследовательская деятельность, как и любая другая, осуществляется с помощью того или иного набора инструментов. Базовым инструментом исследовательской деятельности является язык общения, в нашем случае русский. На языке ставятся задачи, формулируются гипотезы и теоретические положения, публикуются результаты исследований и т. д. К сожалению, в российской системе образования сложилась крайне тревожная ситуация: качество знания русского языка молодежью стало явно неудовлетворительным и постоянно все более снижается. Учащиеся школ, студенты плохо говорят, плохо пишут, плохо работают с текстами. Все это делает необходимым включить первым номером в перечень базовых компетентностей знание на достаточно высоком уровне языка общения (русского языка).
Знание иностранных языков для проведения исследовательской работы на довузовском уровне не является обязательным — русскоязычной информации (в том числе в Интернете) вполне достаточно для подавляющего большинства школьников, — однако оно желательно, так как может быть полезным.
В школе учат писать сочинения по литературе, но часто не обращают внимания на различия между языком художественного произведения и языком науки, т. е. между художественным и научным стилями речи. Необходимо, чтобы начинающий исследователь научился разделять и грамотно использовать эти два стиля, а потому считаем целесообразным введение в школьную программу изучения русского языка раздела, посвященного научному стилю7.
Исследование — это получение новой информации, научное общение — обмен информацией. Поэтому вторая группа инструментов исследования и соответствующих им компетенций — умение обращаться с информацией: получать ее из разных источников, систематизировать, хранить и передавать (в том числе с помощью компьютера).
Третья группа инструментов исследования и соответствующих им компетенций связана с возможностью проведения собственно исследований. Этот инструментарий неодинаков для разных научных направлений. Опираясь на стандарт общего среднего образования по физике на профильном уровне, его можно определить нижеприведенным набором.
Исследователь должен иметь:
— знания, умения, навыки по программному материалу средней школы о методах научного познания природы, о современной физической картине мира (свойствах вещества и поля, пространственно-временных закономерностях, динамических и статистических законах природы, элементарных частицах и фундаментальных взаимодействиях, строении и эволюции Вселенной);
— представление об основах фундаментальных физических теорий — классической механики, молекулярно-кинетической теории, термодинамики, классической электродинамики, специальной теории относительности, элементов квантовой теории.
Исследователь должен уметь:
— работать с лабораторным оборудованием, изготавливать простейшие приспособления и приборы;
— проводить наблюдения, планировать (с помощью учителя) и выполнять эксперименты с использованием доступного оборудования и материалов;
— находить источники погрешностей и обрабатывать результаты измерений, делать на их основе выводы;
— выдвигать гипотезы с обоснованием на программном материале средней школы;
— строить модели явлений (в том числе математические), устанавливать границы их применимости (на базе школьного материала);
— применять знания для объяснения явлений природы, свойств вещества, принципов работы технических устройств, решения физических задач;
11111111111* № 3,
— использовать приобретенные знания и умения (в том числе в ходе своих исследований) для решения практических, жизненных задач, рационального природопользования и охраны окружающей среды, обеспечения безопасности жизнедеятельности человека и общества.
В перечень исследовательского инструментария естественных (и не только) наук необходимо включить и математику, которая фактически является специфическим языком всех современных наук.
Одно из эффективных средств формирования компетенций учащихся — выполнение исследовательских работ. В естественно-техническом лицее г. Саранска с этой целью в учебный план введен исследовательский практикум, выполняемый учащимися с 8 по 11 классы.
В программу практикума входит, в частности, исследование сложного движения какого-либо реального объекта. Обязательной частью этого исследования является теоретический анализ такого движения на основе законов механики, изучаемых в 9 классе. Исследование проводится в первом полугодии 10 класса, т. е. после того как систематическое изучение механики завершено, но в первой четверти весь материал этого раздела повторяется.
При выполнении учащимися работ исследовательского практикума решаются задачи как общепедагогические:
— развивается исследовательское (теоретическое, абстрактное) мышление;
— расширяются приобретенные ранее навыки наблюдения;
— формируется умение находить и формулировать проблемы и задачи, предлагать пути их решения;
— закрепляются навыки работы со специальной (научной и технической) литературой, с современными средствами хранения и поиска информации,
так и частные:
— закрепляется теоретический материал курса механики;
— формируются навыки применения законов механики к реальным объектам природы и техники;
— развивается умение структурировать сложные объекты, упрощать сложную задачу за счет выделения в объекте его наиболее значимых частей (элементов);
— учащиеся приучаются к научному стилю письменной речи;
— при защите работы приобретаются навыки публичных выступлений, умения общаться с аудиторией, вести дискуссию, отстаивать свое мнение.
Каждый ученик получает в практикуме индивидуальное задание, выполнение которого требует не только знания основных законов механики, но и наблюдательности, даже воображения. Он должен мысленно представить данный ему объект, найти особенности движения, отличающие его от других, возможно похожих, объектов. Допустим, что дано задание описать движение моторной лодки. Приступая к выполнению задания, нужно помнить, что лодка может быть не только моторной, но и весельной или парусной. Разные по типу лодки приводятся в движение разными силами, по-разному управляются.
Необходимо научиться задавать вопросы, прежде всего самому себе, например: что должен сделать лодочник, чтобы повернуть лодку вправо? Почему мотор привешивается к лодке сзади, а не спереди? Какое влияние на управляемость лодки оказывает форма ее корпуса? Чем больше задано такого рода вопросов и чем больше ответов на них получено, тем выше будет оценена работа.
В тех случаях, когда объект очень сложный, следует выделить в нем только небольшое число элементов, которые существенны для предстоящего анализа. Предположим, что анализируется движение автомобиля. Конечно, в любом автомобиле главная часть — его двигатель. Но в нашей задаче двигатель — лишь источник силы, передаваемой на
ПРИМЕЧАНИЯ
колеса. Поэтому принцип действия двигателя и его устройство несущественны, зато колеса играют решающую роль.
В настоящее время математический аппарат, с которым учащиеся знакомятся в курсе алгебры и начал анализа, практически не используется в других школьных предметах. Работа по изучению движения завершается получением уравнений, описывающих движение объекта, и вычислениями по ним. При этом возникают оригинальные математические задачи, решение которых может составить предмет чисто математической исследовательской работы. В ряде случаев для анализа движения используется и компьютерное моделирование.
Таким образом, при выполнении задач исследовательского практикума через развитие исследовательской деятельности решаются многие педагогические задачи, связанные с формированием компетентности учащихся, в том числе способности и умения подходить к решению проблемы многосторонне, комплексно, с межпредметных позиций.
1 См.: Шишов С. Е. Мониторинг качества образования / С. Е. Шишов, В. А. Кальней. М., 1999.
2 Физика является научной основой всех других естественных наук.
3 См.: Федеральный компонент государственного стандарта общего образования. Ч. 1. Начальное общее образование. Основное общее образование / М-во образования Российской Федерации. М., 2004.
4 См.: Ивлев В. И. Некоторые проблемы преемственности оценки качества образования при переходе от средней школы к высшей / В. И. Ивлев, Н. Е. Фомин, В. А. Юдин // Качество образования: теория и практика : материалы Всерос. науч.-практ. конф. (10—11 декабря 2004 г.). Томск, 2004. Ч. 1. С. 29—30 ; Фомин Н. Е. Качество образования в регионе и успеваемость студентов университета / Н. Е. Фомин, В. И. Ивлев, В. А. Юдин // Интеграция образования. 2005. № 3. С. 47—53.
5 См.: Ивлев В. И. Интеграция образования: интегрирующая роль физики в системе учебных предметов / В. И. Ивлев. Саранск, 2003.
6 См.: Осмоловская И. М. Отбор содержания — вечная проблема / И. М. Осмоловская // Директор школы. 2005. № 7. С. 3—9.
7 В естественно-техническом лицее г. Саранска эта задача решается за счет введения в учебный план курса «Культура речи» (10—11 классы).
Поступила 25.01.08.
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТАРШЕКЛАССНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ГИМНАЗИИ
Ж. В. Шабанова, соискатель кафедры педагогики МГПИ им. М. Е. Евсевьева, заместитель директора по учебно-воспитательной работе гимназии № 23 г. Саранска
В настоящее время становится актуальной задача подготовки учащихся средних общеобразовательных школ к исследовательской деятельности. В статье обосновываются педагогические условия, способствующие становлению исследовательской компетентности учащихся в процессе информатизации гимназического образования.
Современному обществу требуется Поэтому задача формирования исследо-
специалист новой формации— интелли- вательской компетентности сегодня ос-
гент, способный к самообразованию, ори- тро стоит как перед педагогической на-
ентированный на творческий, исследова- укой, так и перед образовательной прак-
тельский, подход к делу, обладающий тикой.
высокой культурой мышления, владе- Проблемам исследовательской ком-ющий информационными технологиями. петентности школьников в психолого-пе-
© Ж. В. Шабанова, 2008
