Buch lesen: «Актуальные проблемы химического и биологического образования», Seite 17
Проектная экосистема
С.Ю. Мерлян
Методический центр в системе образования, Иваново, Россия
Социокультурная ситуация в нашей стране за последние два десятилетия серьезно изменилась. Основным ресурсом развития любого государства, фактором, обеспечивающим его стабильность и прогресс, становится человеческий капитал. Повышается спрос на мобильных и высококвалифицированных специалистов, творческих и способных принимать самостоятельные ответственные решения в условиях быстро меняющегося мира, а это, безусловно, предъявляет особые требования к системе образования [1]. Переход от стандартизации к уникальности требует выработки новых образовательных стратегий, корректирующих не только содержательные, но и методические и технологические аспекты. Поиск эффективных средств и методов формирования творческой личности, способной к самостоятельному поведению и действию, саморазвитию, самопроектированию, – актуальная задача современной педагогической науки. В связи с этим наибольшее значение приобретает подход, интегрирующий теоретические и эмпирические исследования всестороннего развития личности школьников в образовательном процессе. В современном российском образовании широко востребована учебно-образовательная проектная деятельность. Об этом много говорят, еще больше пишут – проектирование применяется педагогами на всех уровнях образования. Проектная деятельность – это учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность, результатом которой становится решение какой-либо проблемы, представленное в виде его подробного описания (проекта) [2]. Метод проектов называют технологией четвертого поколения, реализующей личностно-деятельностный подход в образовании. Кроме того, метод проектов поддерживает становление новых подходов к организации педагогического управления, является одним из эффективных средств построения личностно-ориентированной педагогической системы. В то же время следует отметить, что в педагогике нет единого подхода ни к пониманию проекта, ни к видению проектной деятельности в системе образования, что закономерно влечет за собой различную интерпретацию данных понятий. Как следствие, мы имеем очень низкую проектную культуру в стране и дефицит молодежных проектов, которые могли бы со временем перерасти в технологические стартапы.
Для решения вышеизложенной проблемы Методический центр города Иваново при поддержке ученых Ивановского государственного университета разработал семинар «Проектная экосистема» для педагогов естественнонаучного направления школ и учреждений дополнительного образования, связанных с программами проектного обучения и желающих овладеть проектными технологиями. Почему педагоги естественнонаучного цикла? Потому, что на предметах именно этого цикла происходят формирование целостной картины мира у учащихся, систематизация знаний о природе Земли. Тренинги основаны на передовых наработках в области проектного обучения Школой наставников (Сколково). Целью семинара является ознакомление с технологиями и конкретными инструментами организации проектной деятельности. Почему «проектная экосистема»? Экосистема – это сложная самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся система. В любой экосистеме живые организме взаимодействуют друг с другом, обмениваясь энергией. Проектная экосистема предполагает сотрудничество между педагогами в рамках семинара, обмен информацией и дальнейшее саморазвитие в своих образовательных учреждениях.
На первых занятиях педагоги выявляют ряд характерных особенностей этого метода обучения. Прежде всего это трудность выбора и формулировка темы проекта, затем наличие проблемы, которую предстоит решить в ходе работы над проектом. Причем проблема должна иметь личностно значимый для автора проекта характер, мотивировать его на поиски решения. Проект обязательно должен иметь ясную, реально достижимую цель. В самом общем смысле целью проекта всегда является решение исходной проблемы, но в каждом конкретном случае это решение имеет собственное неповторимое воплощение. Этим воплощением является проектный продукт, который создается автором в ходе его работы и также становится средством решения проблемы проекта [3].
При выборе темы проекта мы предлагаем использовать технологию теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), а именно метод фокальных объектов (МФО). Это метод поиска новых идей путем присоединения к исходному объекту свойств или признаков случайных объектов. Суть метода заключается в перенесении признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект, который лежит как бы в фокусе переноса и поэтому называется фокальным. Возникшие необычные сочетания стараются развить путем свободных ассоциаций [4].
Для постановки целей используем технологию SMART. Каждая буква имеет расшифровку, которой надо следовать для правильной постановки задач: S – цель должна быть конкретной; M – измеримой; А – достижимой; R – совпадать с другими задачами, быть важной; Т – иметь временные рамки [5].
Любая проектная деятельность сопряжена с рисками. «Высший пилотаж» – управлять ими так, чтобы оставалось только хорошее. Это одна из ключевых областей проектной деятельности. Поэтому одно из занятий посвящено рискам: что это такое и как ими управлять.
Мы надеемся, что по окончании семинаров в результате групповой работы каждый педагог получит набор инструментов для дальнейшей деятельности. А также каждая группа создаст пред-проект или паспорт проекта, который станет основой для работы со школьниками.
Список литературы
1. Сараева А.А. Проектная деятельность как необходимый компонент профессиональной подготовки будущего учителя // Актуальные вопросы современной педагогики: материалы Междунар. науч. конф. (Уфа, июнь 2011 г.). Уфа: Лето, 2011. С. 114–117. URL: https://moluch.ru/conf/ped/ archive/18/803/ (дата обращения: 16.10.2018).
2. Пасечник А.С., Кокарева М.Е., Гордеев К.С., Жидков А.А. Проектная деятельность как модель образования учащихся [Электронный ресурс]. URL: https://clck.ru/EYjGJ (дата обращения: 16.10.2018).
3. Ступницкая М.А. Что такое учебный проект? М.: Первое сентября, 2010. 4. Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и решений. Метод фокальных объектов. [Электронный ресурс]. URL: https://www.inventech.ru/pub/ club/088/ (дата обращения: 15.10.2018).
5. Калинин С.И. Тайм-менеджмент: Практикум по управлению временем. СПб.: Речь, 2006.
Количественное оценивание трудности творческой задачи по химии
И.Б. Мишина
Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия
Одной из актуальных педагогических проблем сегодня является проблема развития творческих способностей учащихся в образовательном процессе. Зачастую это обусловливается стремлением участников образовательного процесса к достижению формального результата – успешному прохождению диагностических тестов и сдаче экзамена в форме ЕГЭ.
Развитию творческих способностей уделяют внимание в основном в учреждениях дошкольного образования, а также при организации проектной деятельности.
По нашему мнению, учитель редко использует задания творческого типа из-за отсутствия конкретных методик объективной оценки и возникающей в связи с этим проблемы организации творческого процесса. При этом важно понимание того, что оценка не должна являться самой целью, она лишь позволяет чаще и эффективнее применять задания творческого характера и способствует творческому развитию учащегося.
Выявлены очевидные противоречия между необходимостью оценить развитие творческих способностей и недостаточной разработанностью технологической и критериальной баз такого оценивания, а также между необходимостью формирования у учащихся творческих способностей в учебном процессе и реально существующими традиционными подходами к проведению уроков.
В настоящее время предложено несколько методик оценки творческих способностей (тест Элиса Пола Торренса, методика Г. Дэвиса для определения творческих способностей). Но ни одна из них не позволяет произвести объективную оценку творчества учащихся на предметном содержании и наблюдать за динамикой развития творческих способностей.
Принадлежность задачи к творческим определяется ее особыми, в сравнении с типовыми задачами, психодидактическими параметрами [2]. Первый параметр творческой задачи связан с особенностью формулировки ее условия, которая позволяет в процессе решения по-разному его интерпретировать. При решении таких задач, в отличие от обычных школьных репродуктивных заданий, ученик вынужден мыслить дивергентно, а это в большей мере свойственно реальным жизненным ситуациям. Второй параметр креативных заданий связан с неочевидностью некоторых свойств предметного содержания и, возможно, самóй ее проблемы. Последовательность, упорство и воля при решении задач, обладающих латентными свойствами, характеризуют такую особенность мыслительной деятельности ученика, как конвергентность.
При количественной оценке решения творческих задач дивергентность мыслительных действий определяется числом рассматриваемых учеником вариантов поиска решения, конвергентность оценивается по глубине проработки каждого варианта решения.
Разработку подхода к оцениванию творческих задач мы начнем с оценки дивергентной составляющей творческого решения, назовем ее дивергентной трудностью творческой задачи.
Поиск каждого следующего решения требует больших усилий со стороны ученика, поэтому мы не можем оценивать их одинаково. Значит, оценка дивергентности нелинейна, т.е. конечный балл оценки дивергентности не может быть равен числу предложенных решений. По нашему мнению, хорошо описывает такую нелинейную быстро растущую зависимость показательная функция, уравнение которой f(x) = ax.
Также необходимо учесть различную дивергентную трудность творческих задач, поскольку более легкая задача имеет большее количество тривиальных решений, а значит, искать учащемуся их легче. Для сравнения творческих задач между собой мы используем нормировку по медиане.
Анализ данных решений некоторого количества задач творческого типа позволяет построить графики индивидуальной траектории развития творческих способностей каждого ученика и, опираясь на них, определить зону ближайшего развития и скорректировать дальнейшую работу учителя.
В последующем при работе над темой исследования будет предложен подход к оцениванию конвергентной составляющей творческого решения, что позволит нам приблизиться к объективной оценке творческих способностей учащихся, развитие которых происходит непосредственно на уроке.
Список литературы
1. Степанов С.Ю., Оржековский П.А., Ушаков Д.В. Оценка ученика: на пути к цифровому образованию – Концептуально-математическая модель // Народное образование. 2019. № 1. С. 130–139.
2. Пономарев Я.А., Семенов И.Н., Степанов С.Ю. и др. Психология творчества: общая, дифференциальная и прикладная. М.: Наука, 1990.
Проблема формирования образа вещества и реакции при обучении школьников химии
Н.И. Морозова
Специализированный учебно-научный центр (факультет) – школа-интернат им. А.Н. Колмогорова Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
При обучении химии много внимания уделяется составлению формул веществ, записи схем и уравнений химических реакций. Не отрицая необходимость этого, стоит заметить, что следствием является смещение акцента с реальных свойств веществ к их формальному описанию. Так, в понятии школьника серная кислота – это часто H2SO4, а не тяжелая бесцветная жидкость, окисляющая металлы и неметаллы и отнимающая воду у органических веществ. Подобное понимание химии как формул и манипуляций с ними усугубляется малым количеством непосредственной работы с веществом. Даже демонстрационным экспериментом при обучении химии порой пренебрегают из-за недостатка реактивов, оборудования, времени и т.п., а полноценные лабораторные работы проводятся весьма редко.
Как создать в восприятии школьника правильный образ вещества и реакции? Развитие техники и всеобщая доступность интернета позволяют широко использовать огромный наработанный контент – фотографии веществ, видеоролики экспериментов, их готовые сборки в презентации [1]. При отсутствии технической возможности проводить эксперимент самостоятельно или при его опасности это прекрасная возможность увидеть вещества и их взаимодействия и составить о них представление. Кроме того, очень полезно дополнять проводимые демонстрационные эксперименты их видеозаписями, где детали эксперимента сняты крупным планом (или дублированием проводимого эксперимента на экране с помощью веб-камеры) [2].
Следует, однако, заметить, что с безопасными и доступными веществами школьникам все же необходимо работать непосредственно. Позиция наблюдателя отличается некоторой отстраненностью, ощущением себя «зрителем в кинотеатре» и соответственным восприятием контента как «кино» с точки зрения внешних эффектов и эмоциональной составляющей (особенности восприятия мультимедиа анализируются, например, в [3]).
Тем не менее даже при «живом» выполнении эксперимента попытки школьников описать свои действия и наблюдения зачастую показывают инерцию мышления, находящегося «в плену» формул и уравнений. В СУНЦ МГУ учащиеся 10 и 11 химических классов выполняют практикум (например, [4]), задания которого оформляются в лабораторном журнале. И регулярно приходится читать в графе «Наблюдения» фразы типа: «H2SO4 реагирует с Cu». Но эта фраза не содержит ни одного наблюдения! Она является просто описанием левой половины схемы химической реакции. Что мы наблюдаем в действительности? Красная полоска металла (меди) погружается в пробирку с тяжелой неокрашенной жидкостью (концентрированной серной кислотой), и… ничего не происходит. Заметим, что уравнение реакции в принципе не может этого отразить. Только после длительного нагревания полоска металла чернеет, затем образуется взвесь мелкого черного порошка. Классическое уравнение реакции Cu + 2H2SO4 конц = CuSO4 + SO2 + 2H2O не отражает и этого, однако образование черного Cu2S – необходимая промежуточная стадия процесса, свидетельство сложного механизма реакции. Параллельно становятся видны пузырьки газа, издающего резкий запах (это сернистый газ). А где же сульфат меди? Школьники привыкли к тому, что раствор сульфата меди голубого цвета, но образующийся раствор не имеет цвета. Надо вспомнить, что голубую окраску имеет аквакомплекс меди (II), т.е. Cu2+ в водном растворе, в концентрированной же серной кислоте практически нет молекул воды и ион меди не гидратирован. Если аккуратно вылить содержимое пробирки в стаканчик с водой, то раствор в стаканчике становится голубым. Вроде простая реакция, а так много нюансов! Одна из задач преподавателя, принимающего задания практикума, – объяснить учащемуся разницу между формулой и веществом, схемой реакции и наблюдением взаимодействия веществ; добиться того, чтобы в следующий раз учащийся адекватно описывал и интерпретировал наблюдения, не подменяя одно другим, подмечал особенности взаимодействия, не всегда укладывающиеся в уравнения, записанные на бумаге.
Элементы медиа помогают закрепить образ химии, формируемый на лабораторных занятиях. С 2013 г. мы ввели новую форму контроля в практикуме по неорганической химии с условным названием «Опознание». Классу предъявляется презентация, где на каждом слайде изображены фотографии веществ и процессов, с которыми учащиеся знакомились на предыдущем занятии практикума, либо видеоролики. Фотография показывается 1 минуту (если на слайде несколько фотографий, время может быть увеличено), видеоролик – соответственно его длительности. Учащиеся должны написать в ответе названия и формулы веществ либо уравнение реакции / название процесса. Например, на рис. 1 показан слайд, изображающий несколько последовательных фотографий взаимодействия меди с концентрированной серной кислотой. За правильное узнавание учащиеся получают баллы.
Рис. 1. Пример слайда презентации
Как показали исследования в течение нескольких лет, такая методика стимулирует учащихся быть более наблюдательными и обращать внимание на детали эксперимента, воспринимать вещества и реакции как они есть, а не как записываются формулами. Кроме того, многие ребята, увлекшись, начинают сами фотографировать разные стадии своих экспериментов, сравнивать их между собой и обсуждать, что, помимо эстетического удовольствия и соревновательного элемента, положительно сказывается на широте и глубине их знакомства с химией. В результате учащиеся лучше ориентируются в проведенной работе и получают более прочные знания.
Помимо этого, результаты ответов учащихся ежегодно анализируются. На опыты с веществами и реакциями, которые плохо воспринимаются школьниками, на практикумах в последующие годы обращается особое внимание, происходит их предварительное обсуждение прямо во время проведения эксперимента. Таким образом практикум модифицируется и совершенствуется.
Список литературы
1. Давыдова Н.А., Маряхина Н.Н., Миняйлов В.В., Загорский В.В. Информационно-коммуникационные технологии в преподавании общей и неорганической химии // Актуальные проблемы химического и естественнонаучного образования: Материалы 56-й Всерос. науч.-практ. конф. химиков с междунар. участием. Санкт-Петербург, 8–11 апреля 2009 г. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2009. С. 300–302.
2. Загорский В.В., Миняйлов В.В., Морозова Н.И. Образ химии в мультимедийных заданиях для самостоятельных и контрольных работ // III Всерос. конф. учителей химии «Кадровый резерв российской химии. Школьный этап». Ханты-Мансийск, 2014. С. 25.
3. Загорский В.В., Петрова Е.П., Сердечная А.И. Оценка эффективности элементов мультимедиа на лекциях по химии для студентов нехимических специальностей и школьников классов физико-математического профиля // Труды XV Всерос. науч.-методич. конф. «Телематика’2008», 23–26 июня 2008 г., Санкт-Петербург. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2008.
4. Коренев Ю.М., Морозова Н.И., Жиров А.И. Практикум по неорганической химии. М.: МАКС Пресс, 2013.
Количественная оценка развития репродуктивных и креативных действий школьников при обучении химии
П.А. Оржековский, С.Ю. Степанов
Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия
Перед педагогами часто стоят, казалось бы, простые вопросы: как определить способности каждого ученика к обучению химии? Как определить, происходит развитие каждого ученика в обучении или нет? Как определить «зону ближайшего развития» ученика, чтобы предложить ему наиболее целесообразное задание? Как определить оптимальное соотношение заданий репродуктивного и творческого характера? Без количественной оценки креативных и репродуктивных действий ученика ответить не эти вопросы практически невозможно, хотя рассуждать и теоретизировать об этом можно сколько угодно.
Для оценки выполнения задания репродуктивного характера рассмотрим формулу:
где Nr – число логических действий репродуктивного характера;
t – время, за которое эти действия совершены; Vr – скорость логических действий в логочасах (лг/ч).
Способность ученика выполнять задания репродуктивного характера можно рассматривать как среднюю скорость, которую он показал на ряде занятий (n).
Приращение способности ученика к выполнению заданий репродуктивного характера, проявившееся на данном занятии (n), можно рассматривать как разницу между средней скоростью и скоростью логических действий, которую ученик показал на данном занятии.
Из рис. 1 можно сделать вывод, что при изучении темы происходит развитие способностей ученика совершать логические действия. Линия приращения развития ученика к репродуктивным действиям имеет устойчивую тенденцию к росту. Это говорит о том, что ученику были подобраны целесообразные задания, попадающие в зону его ближайшего развития. В начале изучения следующей темы можно ожидать от ученика скорости репродуктивных логических действия в пределах 60–120 лг/ч. Соответственно, это и будет зоной его ближайшего развития. Так, если ученик в течение 20 минут будет выполнять репродуктивные задания, то он в состоянии совершить за это время 18–36 логических действий репродуктивного характера.
Рис. 1. Поурочная динамика развития способности ученика совершать репродуктивные логические действия
Аналогичный подход можно использовать для количественной оценки креативных действий при самостоятельном выполнении ученикам творческих заданий. Скорость креативных действий (в креочасах, кр/ч):
Творческость задачи определяется ее особыми, в сравнении с типовыми задачами, психодидактическими параметрами. Первый параметр творческой задачи связан с особенностью формулировки ее условий, которая позволяет в процессе решения по-разному их интерпретировать. Это задачи с открытым характером условий, имеющих повышенную степень неопределенности, что, собственно, и вызывает необходимость самостоятельно ученику выдвигать гипотезы и предположения по уточнению и домысливанию исходных условий, а значит, позволяет в ходе их проработки и реализации получать несколько разных вариантов решений, одно из которых оказывается наилучшим. Таким образом, при их решении ученик вынужден действовать в условиях неопределенности, мыслить дивергентно, что, в отличие от обычных школьных репродуктивных заданий, свойственно реальным жизненным ситуациям принятия решения и творческого поиска. Второй параметр творческих задач связан с необходимостью в процессе решения выявить и переосмыслить интеллектуальные стереотипы, формируемые у ученика при решении типовых задач. Такие задачи называются проблемно-конфликтными. Они содержат скрытые противоречия, в столкновении с которыми, собственно, и должны разрушиться сформировавшиеся ранее стереотипы и предлагаться новые для ученика идеи решения. Третий параметр связан с латентностью и эвентуальностью (скрытостью и неочевидностью) некоторых свойств предметного содержания задачи (а иногда даже самой ее проблемы), которые начинают обнаруживаться только в процессе работы и экспериментирования с этими свойствами в ходе ее решения. Необходимость проявить последовательность, упорство и волю в решении задач, обладающих латентными и эвентуальными свойствами, характеризует такую особенность мыслительной деятельности ученика, как конвергентность. Таким образом, основываясь на триедином комплексе параметров творческих задач, можно сказать, что для их решения нужны не только способности, связанные с дивергентным (по Гилфорду) или латеральным (по Де Боно) мышлением, но также с конвергентным и рефлексивным мышлением. Дивергентность мыслительных действий определяется числом рассматриваемых учеником вариантов поиска решения, конвергентность оценивается по глубине проработки варианта решения, оригинальность – по степени новизны предложенных решений.
В табл. 1 приведен пример количественной оценки креативных действий.
Из табл. 1 следует, что в процессе решения творческой задачи ученик рассматривал четыре идеи решения. Работа над первыми тремя вариантами не привела ученика дальше тривиального и выгодного решений. Четвертый вариант оказался более перспективным. В итоге весь объем совершенных в креативном процессе действий можно оценить 31 баллом.
Таблица 1
Пример количественной оценки креативных действий
Предположим, что творческую задачу ученик решал 40 минут. Тогда скорость креативных действий равна Vk = 31 : 0,6 = 51,7 кр/ч.
По аналогии с рассмотренным подходом:
• средняя творческая продуктивность ученика (кр/ч), которую он проявил на ряде занятий (n):
• приращение творческой продуктивности, проявившееся на данном занятии (кр/ч):
На рис. 2 приведен пример развития креативного мышления при изучении темы курса химии.
Рис. 2. Динамика развития креативного мышления при изучении темы
Рис. 3. Динамика приращения креативного развития ученика
Из графиков можно определить зону ближайшего развития этого ученика – 20–25 кр/ч.
Анализ графика приращения креативного развития (рис. 3) позволяет сделать вывод о том, что ученику предоставлялись для решения не совсем целесообразные задачи.
Вычисление коэффициента креативности Kk (частного от деления уровней креативных и репродуктивных мыслительных действий, соответствующих каждому занятию), позволит проследить тенденцию соотношения развития креативных и репродуктивных действий. Из рис. 4 следует, что от занятия к занятию имеется тенденция снижения доли креативного развития. В связи с этим возникает вопрос: эта тенденция закономерна или можно найти оптимальное соотношение?
Рис. 4. Динамика изменения коэффициента креативности (Kk)
Таким образом, на основании анализа тенденций развития способностей ученика к репродуктивным и креативным действиям можно подбирать наиболее целесообразные задания, соответствующие его зоне ближайшего развития.
