Умные уроки: естественнонаучный межпредметный практикум «ЭкспериментУМ»

Умные уроки: естественнонаучный межпредметный практикум «ЭкспериментУМ»

Половко Л.В., учитель-исследователь,

Салтуганова М.М., заместитель директора

Муниципальное бюджетное общеобразовательное

учреждение «Школа № 2», г. Муравленко

Международная образовательная политика ищет ответы на вызовы современности, стоящие перед поколениями будущего. Центральное значение мировым сообществом уделяется глобальным навыкам (global skills). Социальный заказ школе состоит в том, чтобы ее выпускники были способны ориентироваться в новых условиях, приобретать необходимые знания и умения для профессиональной деятельности и повседневной жизни, самостоятельно планировать и контролировать свою работу, осуществлять поиск информации и критически ее оценивать, прогнозировать результаты действий и последствия принимаемых решений. По мере развития науки и техники требования к компетенциям растут, расширяется их диапазон, формируются новые качественные признаки -  функциональная грамотность, которая выступает показателем способности адаптироваться к изменчивым условиям. Для формирования функциональной грамотности необходимо организовать особую образовательную среду [2.3.].

С целью совершенствования естественнонаучного образования, создания единого открытого образовательного пространства, управления процессом объединения ресурсов образовательных организаций города Муравленко создана городская сетевая группа учителей естественнонаучных дисциплин. Проектные команды всех школ в процессе переформатирования образовательной среды в сетевом режиме спроектировали и провели «умные уроки», используя разные формы занятий: интегрированные уроки «Измерительные приборы и их применение» и «Изучение работы сердца и органов кровообращения», практический день «Плотность в нашей жизни», комбинированный урок «Вся правда о малых телах в природе», межпредметный модульный практикум «Экспедиция за смыслами жизни. Арктика», межпредметный практикум «Секреты плавания тел».

 Чтобы добиться максимального эффекта от реализации проекта в школах, были созданы определенные организационные условия: установлены межпредметные связи и выделены единые содержательные линии в предметном поле естественных наук, определены практико-ориентированные модули в рабочей программе учителя и внесены изменения, пересмотрен учебный план образовательной организации, расписание, изменены формы проведения уроков, учебных занятий, внесены изменения в локальные акты. Это фундаментальные моменты, которые нужно было обсуждать и о которых нужно договариваться.

С целью объединения и организации сетевого сотрудничества создана единая электронная образовательная среда «ЭкспериментУМ» -  https://experimentum.ucoz.net. На сайте размещены разработки межпредметных практикумов всех образовательных организаций города, методические рекомендации по их проведению и демонстрационные материалы по итогам проведенных практических занятий. Электронная среда позволяет создать реальные условия для выхода за рамки внутреннего образовательного пространства одного учреждения, значительно расширяя для педагогов поле их возможностей и спектр используемых инновационных инструментов.  Следующий шаг – использование возможностей сайта для организации образовательной практики учащихся в сетевой форме.

Подробнее остановимся на опыте проведения практикума «Секреты плавания тел» учителями второй школы. Естественнонаучный межпредметный практикум разработан и реализован в поле двух городских проектов: «Модель организации образовательного процесса по предметам естественнонаучного цикла на основе реализации сетевых общеобразовательных программ в основной школе», «Физическая образовательная среда «ЭкспериментУМ» для сети школ города Муравленко», (победитель грантового регионального конкурса инновационных проектов системы образования ЯНАО).

Основная цель практикума – создать особую образовательную среду, которая будет способствовать самостоятельному целенаправленному освоению предметного материала учащимися в области естественных наук в соответствии с требованиями ФГОС ООО. Данная цель определила задачи естественнонаучного практикума:

1.      Обеспечить условия для развития у обучающихся естественнонаучных представлений об окружающем мире через познание законов природы (мета-понятие «плотность»).

2.      Организовать на предметном материале творческую проектно-исследовательскую и экспериментальную деятельность для решения образовательных практических задач с учетом возрастных и психологических особенностей обучающихся.

3.      Развивать у обучающихся компетенции XXI века.

Продолжительность занятия – 3 учебных часа. Межпредметное поле практикума построено на интеграции предметного содержания естественнонаучных дисциплин: практические и лабораторные работы по физике, биологии, химии (пропедевтика) и географии, объединенные единым понятием «плотность» (условия плавания тел).

Использование активных методов привлечения учащихся к поисковой деятельности по естественнонаучной тематике на основе межпредметных связей значительно расширяет возможности всех субъектов образования, позволяет осуществлять естественнонаучное образование на современном техническом и методическом уровне. В этой связи в арсенале инновационных педагогических средств и методов особое место отводится учебной исследовательской деятельности, ставящей учащихся в позицию «исследователя». Такой подход занимает ведущее место в современных системах развивающего обучения, основы которых являются фундаментом системы работы школы № 2 – «Школы РОста».

В связи с требованиями нового стандарта меняются и требования к профессиональной компетентности педагогов. Предлагаемая форма организации образовательного сотрудничества предполагает развитие педагогических компетенций, позволяющих учителю самостоятельно ориентироваться в инновационных тенденциях современного образования. При планировании практикума необходимо было продумать, как организовать работу учащихся, чтобы они самостоятельно открыли законы плавания тел и применили свои знания на практике при проектировании плавательных средств. В связи с этим подробнее остановимся на методологических основах проектирования межпредметных практикумов. Три кита, на которых базируется практикум - системно-деятельностный, комплексный и практико-ориентированный подходы. Первый предполагает учет  психолого-возрастных особенностей учащихся для выбора видов деятельности, форм общения и путей достижения образовательных целей. «Нужно, чтобы дети, по возможности, учились самостоятельно, а учитель руководил этим самостоятельным процессом и давал для него материал» [2.3.C.101] – слова К.Д. Ушинского отражают суть системно-деятельностного подхода. Учитель призван осуществлять скрытое управление процессом обучения, быть организатором и вдохновителем учащихся.

Комплексный подход основан на том, что школьные учебные дисциплины – физика, химия, биология и география – взаимосвязаны, причем взаимосвязи их обусловлены общими объектами и методами научного познания. Я.А. Коменский подошел к идее всестороннего обобщения знаний, к их взаимосвязи, ибо без этого невозможно познание причинно-следственных связей и отношений явлений и предметов объективного мира. Он подчеркивал: «Все, что находится во взаимной связи, должно преподаваться в такой же связи» [2.2., 3.1.], понимая, как важно устанавливать связи между учебными предметами для формирования системы знаний у учащихся и обеспечения целостности процесса обучения. Межпредметные связи повышают научный уровень обучения, отражая естественные взаимосвязи процессов и явлений окружающего мира, раскрывая его материальное единство.

Одной из особенностей естественнонаучных дисциплин является и формирование экспериментальных умений, использование которых предполагает практико-ориентированный подход. С помощью экспериментов (опытов) познаются физические и химические свойства веществ, свойства живых организмов, закономерности явлений, протекающих в природе и технике. Поэтому формированию экспериментальной грамотности уделяется особое внимание. Подросток должен получить опыт решения творческих задач, коммуникации, опыт применения теоретических знаний на практике, что способствует становлению профессиональных компетенций, востребованных сегодня работодателями, а также формированию понимания того, где, как и для чего полученные компетенции применяются.

Необходимость формирования мотивации к обучению обозначены ориентирами в нормативных документах, регулирующих современное российское образование. Поэтому с целью повышения мотивации учащихся нами были использованы элементы технологии игрофикации. Зачастую учебные задания не носят мотивационный характер и недостаточно способствуют развитию познавательной активности детей. В этот зазор, между задачами школьными - закрытыми и жизненными  -  открытыми, зачастую проваливаются интерес учеников и наши образовательные усилия. Поместить фокус интереса в саму деятельность помогает игрофикация. Этому способствуют мощные мотиваторы игрофикации: понятная достижимая цель, ощущение прогресса, соревновательность, преодоление трудностей, эстетическое удовольствие и другие. Инструменты игрофикации давно применяются в бизнесе, маркетинге и приводят к достижению значительных результатов. Эти же инструменты в десятки раз увеличивают эффективность решения образовательных задач. В ходе проведения практикума были использованы такие элементы и приемы игрофикации:

•      игровая «Легенда» для погружения в тему (на основе текста, содержащего удивительные факты о плавательных средствах (рис.1));

•      прием «Удивление» (тексты заданий для организации работы в научных лабораториях содержали удивительные факты об изучаемых объектах);

•      маршрутные листы (рис. 2);

•      «Стимулы»: игровая валюта (РОшки – бонусный балл) и командная накопительная пластиковая карта (рис. 3) в качестве мотивирующего фактора.

Для проведения практикума была разработана детальная программа, в которой описаны все этапы: погружение, проблематизация, теоретические и практические исследования в области естественных наук, практикум по моделированию и конструированию, ресурсное обеспечение проекта, защита проектов, испытание и рефлексия.

             На этапе погружения приемы «Удивление» и «Игровая легенда» помогли учащимся выйти на проблемный вопрос. Команды получили маршрутные листы и приступили к работе в научных лабораториях. В физической лаборатории командами были изучены и применены законы физики, объясняющие условия плавания тел, которые необходимо учитывать при конструировании плавательного средства. В биологической лаборатории были определены приспособления живых организмов к водной среде обитания, используемые при строительстве плавательных средств. В географической лаборатории были определены внешние природные условия, которые тоже необходимо учесть. В химической лаборатории были исследованы свойства жидкостей, влияющие на плавучесть судна.

В ходе работы в научных лабораториях за правильно выполненные задания учащиеся получали бонусы в виде игровой валюты ρ (РОшки - знак плотности), которые начислялись на накопительную пластиковую карту. На заработанные средства учащиеся смогли приобрести в ресурсном центре материалы из предложенного им прейскуранта (прайс-лист) для моделирования своих плавательных средств. Команды, заработавшие больше РОшек, получили возможность приобрести дорогостоящие материалы в больших количествах. Это позволило им сэкономить время при построении модели водного судна и сконструировать ее более качественно. Во время защиты проекта и презентации результатов работы команды провели испытание своего плавательного средства не только на плавучесть, но и на грузоподъемность. С целью оценки образовательных результатов работы команд были использованы листы оценки, а для фиксации – накопительная пластиковая карта и итоговый лист оценки проекта команды.

Рефлексивный диалог с учащимися помог подвести итоги. В ходе обсуждения результатов практического дня педагоги и участники практикума пришли к выводу, что использование активных методов привлечения учащихся к исследовательской деятельности на основе межпредметных связей значительно расширяет возможности освоения учебных предметов, позволяет осуществлять естественнонаучное образование на современном техническом и методическом уровне, способствует формированию не только предметных, но и метапредметных и личностных результатов.

Все материалы по проведению практикума опубликованы в методическом сборнике. Практическая разработка педагогов прошла внешнюю экспертизу и получила положительные отзывы. Инновационный характер и востребованность продукта подтверждены на всероссийском уровне. Самым значимым стало участие нашей команды в конкурсе «Большие вызовы для учителя», учредителем которого является Образовательный фонд «Талант и успех». В ходе работы Экспертного совета конкурса разработка стала победителем дистанционного этапа, команда приглашена в Сочи, где мы провели занятие со школьниками ОЦ «Сириус». Междисциплинарный проект получил высокую оценку жюри, учителя удостоены титула Призеров Всероссийского конкурса «Большие вызовы для учителя» [3.2.].

Для образовательных организаций города и округа методическая разработка станет одним из инструментов реализации регионального проекта «Школа ступеней» и позволит выявить пути совершенствования естественнонаучного образования на региональном уровне.

Данный проект, учитывая специфику системы образования автономного округа и реализуя региональную модель открытого образования в рамках проекта «Открытое образование для детей Ямала», позволит удовлетворить образовательные потребности личности, вне зависимости от того, в какой образовательной организации города и региона учится ребенок.

Если сравнить планируемые результаты межпредметного практикума с моделью оценки функциональной грамотности PISA-2018 и моделью естественнонаучной грамотности исследования PISA, то можно прийти к выводу, что подобные «умные уроки» позволят создать условия для формирования у учащихся глобальных компетенций и функциональной грамотности, а это значит – уверенно и результативно принимать участие в международных исследованиях ОЭСР в 2021 году, быть устойчивыми перед вызовами будущего.

Список использованных источников

1.                 Нормативно-правовое обеспечение

1.1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования». Приказ Минобрнауки РФ от 17-12-2010 № 1897

2.      Научная и учебно-методическая литература

2.1. Константинов Н.А., Медынский Е.Н., Шабаева М.Ф. История педагогики. – М.: Просвещение, 1982. – 524 с.

2.2. Сарсекеева Ж.Е., Ганцгорн Е. Исторические предпосылки развития межпредметных связей в теории и практике обучения.

2.3. Кемельбекова Г. А. Особенности формирования функциональной грамотности учащихся по предметам гуманитарного цикла [Текст] // Проблемы и перспективы развития образования: материалы VIII Междунар. науч. конф. (г. Краснодар, февраль 2016 г.). — Краснодар: Новация, 2016. — С. 6-9. — URL https://moluch.ru/conf/ped/archive/187/9552/ (дата обращения: 11.09.2019).

3.      Информационные ресурсы

3.1. http://www.rusnauka.com/9_NND_2014/Pedagogica/5_164024.doc.htm

3.2. http://experimentum.ucoz.net/

3.3. http://www.bbc.com/news/business-36343602