О развитии  компетенций    старшеклассников при изучении

элективного  курса  «Физика планеты Земля»

 

Т. Ю. Кузьмичева

МБОУ СОШ № 35 г. Нижнего Новгорода

 

tyuk2001@mail.ru

                                                                  

         Приводится обоснование  необходимости введения в образовательный учебный план  элективного курса «Физика планеты Земля», оценивается  роль  и место курса, его значимость в формировании  важных для выпускника школы мировоззренческих компетенций.

 

         Ключевые слова: элективный курс, планета Земля, естественнонаучное мировоззрение, компетентности.

 

         Человечество достигло «космического» уровня развития цивилизации. Знания о Вселенной – неотъемлемая часть общечеловеческой культуры. И знания основ астрофизической картины мира, знания о планете Земля   школа обязана передать младшему поколению.

         Какой объем составляет сегодня естественнонаучный  материал в средней общеобразовательной школе? Контент - анализ обработанной информации (по данным учебных планов  современной общеобразовательной школы) приводит к следующим выводам:

1.   Общий процент естественнонаучного материала от общего числа часов (по классам) составляет в средней общеобразовательной школе 11,8%. В 7-9 классах доля естественнонаучных предметов возрастает до порядка 20%.

2. Общий процент материала сведений о планете Земля от общего числа естественнонаучных  часов составляет 18,8%. Наибольший  объем этой информации учащиеся получают в 5-6 классах.

3.   Общий процент материала сведений о планете Земля от общего числа учебных   часов составляет всего 2,3%. Наибольшая доля информации по отношению к общему объему всех учебных предметов приходится на 6 и 8 классы. 

Пропорциональное соотношение естественнонаучного материала, сведений о планете Земля  представлено на диаграмме 1.

По вертикали - %, по горизонтали – классы

 (последние столбцы – средние значения)

(Диаграмма 1)

1. % естеств. -  Общий процент естественнонаучного материала от общего числа часов (по классам)

2.  % о Земле  -  Общий процент материала сведений о планете Земля от общего числа учебных   часов (по классам)

         Значит,   объем  основополагающих элементов научного знания мировоззренческого характера в средней школе средствами естественнонаучного материала, а, тем более,  о планете Земля - недостаточен. К тому же, из этой системы на сегодня выпало важное звено – учебный предмет «Астрономия».

Интересны результаты анализа программ естественнонаучных учебных предметов средней общеобразовательной школы Российской Федерации с точки зрения формирования компетенций о планете Земля. А, именно,:

Окружающий мир (начальная школа):

 (Из требований ФГОСов начальной школы II поколения) «…Осознание ценности, целостности и многообразия окружающего мира…» [1]

         Но к  5 классу учащиеся получают только отрывочные, не закрепленные практическими заданиями сведения о планете Земля. Только 9% материала из учебного предмета «Окружающий мир» имеют отношение к планете Земля.

Природоведение: 20% от учебного курса дает информацию о планете Земля. Для закрепления материала предлагается очень мало задач и заданий.

         К 10 классу основная  часть этого   материала забыта.

Биология: 10% учебного материала посвящено проблемам жизни на Земле, экологическому состоянию Земли. Осознание экологического состояния планеты Земля у учащихся идет за счет разделов «Экологии» в 9 и 11 классах.

География: 35% учебного времени посвящены изучению оболочек Земли (только в 6-8 классах). Практика показывает, что из-за малого числа часов закрепление обширного географического материала -  недостаточное. И к 10 классу остаются «верхушки» понятий, отрывочные сведения. Обобщенная мировоззренческая картина мира для учащихся – неясная.

Химия: 10% учебного материала дает  краткие сведения о: о химических элементах в составе воды и примесях, в земной коре; растворимость веществ в воде. Но в чисто абстрактном подходе, не акцентируя важность этой информации для изучения планеты Земля.  Об экологических проблемах загрязнения оболочек Земли поднимается вопрос в 10-11 классах.

Физика:  14 % учебного времени посвящено теоретическим вопросам физики, которые в применении к физическим параметрам Земли помогли бы более глубоко формировать научное мировоззрение учащихся.  А весь курс астрономии, описывающий ближний космос и взаимодействие планеты Земля с космическими телами  представлен только разделом «Строение Вселенной» (7 ч.) (11 кл.) [2]. Сам курс астрономии из курса средней школы убран.

Математика: 5-6 кл. -  (0,45%) дает материал о размерах  окружающего нас мира, длины окружности, площади и объема  шара. Но все сведения в применении к описанию параметров Земли  учитель «волен включать или не включать».

11  кл. -  (0,45%) дает возможность использовать материал о планете Земля в решении прикладных физических задач [3]  (но по желанию учителя).

Информатика: 8-11 кл. –  (4% учебного времени) дает возможность использовать тематику  комплексных презентаций (но по желанию учителя).

         Если подойти к оценке данных сведений с точки зрения формирования ключевых, предметных (частных) и общих (жизненных) компетенций  у обучающихся в современной общеобразовательной школе, то  просматривается  следующее [4]:

         Из ключевых  компетенций в школе более всего формируются:

общекультурные, коммуникативные, информационные (коммуникационные), социально-трудовые, учебные. Например, учебные компетенции дают возможность для активного чтения, письма, целеполагания и т.д. Все эти компетенции помогают выпускнику ориентироваться в социуме, осуществлять коммуникативные связи, опираясь на общекультурные ценности человечества.

         Но мир планеты Земля, ближнего и дальнего космоса  остается мало познанным и плохо понятым не только для среднего звена школьников, но и  для старшеклассников. Эти компетенции должны давать  естественнонаучные учебные предметы, объем которых в современной школе, как было проанализировано выше, составляет всего 11,8%.

         Именно поэтому, на наш взгляд, слабо формируются и даже «уходят»  из школьного образования возможности для уверенного формирования таких компетенций, как:

-   ценностно-смысловые компетенции - научное мировоззрение, способность видеть и понимать окружающий мир;

- компетенции планирования, систематизации, выводов, реферативно-аналитического мышления;

-    научно-критическое мышление;

-    использование методики решения оценочных задач;

- компетенции использования  дихотомического (многовариантного) мышления;

-    экспериментальные и практически-расчетные умения;

-    исследовательские мировоззренческие компетенции;

 Об этом говорят не только результаты российских и международных тестирований, но и недостаточная  научная грамотность населения о Земле и взаимодействии планеты Земля с ближним космосом (астероидами, метеоритами), о проблемах планеты Земля.

Одним из путей решения проблемы могут являться элективные курсы (начиная   с 9 класса). Они развивают и дополняют школьное содержание образования, расширяют мировоззрение и компетенции обучающихся.

Понятно, что система межпредметных  мировоззренческих естественнонаучных элективных курсов должна отражать систему наук о природе. И это не только астрономия, но и науки о Земле.

Поэтому и существуют, например, в Российской Федерации в МГУ кафедра «Физики Земли», в США в Колумбийском университете - Обсерватория Земли.

         В России создано  много  различных по тематике и направленности интегративных элективных курсов по физике, астрономии. Учителя  физики во всех регионах страны творчески подходят к обучению и воспитанию учащихся и создают свои авторские элективные курсы (9-11 кл.) [9].

Например, очень интересны курсы, разработанные  учителем физики Н.В. Тишаевой, г. Орёл, «Физические законы вокруг нас»; учителем физики и астрономии В.И. Есиным, Нижегородская область,  «Эволюция звезд»;  Заслуженным учителем, к.п.н., учителем физики и астрономии Ю.В. Масленниковой, г.Нижний  Новгород, «Астрономия», 6кл., «Экспериментальное естествознание», 7-8 класс, «Становление естественнонаучной картины мира», 10-11 кл.

         Но мы считаем, что в этих курсах нет единой системы сведений о планете Земля, нет единой базы для полного формирования выше перечисленных компетенций.

Помочь  в более активном формировании мировоззренческих и других знаний,  умений,   компетенций о нашей планете,  ее месте во Вселенной и  сохранении и развитии жизни  может элективный курс для учащихся 10-х классов «Физика планеты Земля». Используя знания по основным  школьным естественнонаучным предметам, ребята создадут для себя стройную картину сведений о Земле, научатся строго рассчитывать и объяснять ее физические характеристики, глобальные явления на ней и ближайших небесных телах.

Почему такой курс нужен и важен (и именно в 10 классе)?

Контент - анализ показывает, что  к  10 классу общий процент материала сведений о планете Земля от общего числа естественнонаучных  часов (по классам) резко падает:

·       Уменьшается (после 8-9 классов) общий объем естественнонаучных предметов – меньше 11%  - против 24% в 8-х классах;

·       Уменьшается объем материала сведений о планете Земля с 23,5% (8 классы) до 13% от объема естественнонаучных предметов в данных классах;

·       Уменьшается объем материала сведений о планете Земля от общего числа учебных   часов (по классам) с 5,5% (в 8 классах) до 1,4% в 10-х классах (как  в начальной школе, где много времени уделяется формированию учебных компетенций).

Элективный курс «Физика планеты Земля» хорошо «укладывается» в раздел учебного плана школы «Естествознание», помогая, прежде всего, расширять базу материала о Земле, закреплять уже известные сведения, формировать научно-мировоззренческие компетенции, так важные для учащихся в 21 веке. Если  курс проводится в профильном физико-математическом классе, то эффект от такого элективного курса усилится, так как компетентностная база учащихся становится выше.

         Роль курса «Физика планеты Земля» важна  в интеграционных связях почти со всеми учебными предметами в старшей школе. Курс «Физика планеты Земля» построен с опорой на знания и умения учащихся, приобретенные на уроках физики, математики, географии, химии, биологии, природоведения. Но он и расширяет знания, умения и компетенции в области других учебных предметов, интегрируясь  с физикой, с астрономией, с математикой  и другими естественными дисциплинами. Значит, он обогащает и другие учебные предметы, участвуя в  формировании междисциплинарных знаний, способных стать основой для системного изучения естествознания.

На рисунке 1 схематично показаны логические связи – влияние нашего элективного курса  на другие учебные предметы -  и  наоборот.

2. Химия

 
 

3. Биология

 

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 


(Рис.1) Логические межпредметные  связи

Взаимообогащение идет по вопросам:

1.Физика: сила всемирного тяготения, космические скорости, образование и эволюция звезд и планет, законы сохранения энергии и импульса, термодинамическое равновесие, первый  закон термодинамики, электрические и магнитные поля на Земле и в космосе.

2. Химия: химические элементы в составе воды и примесях, в земной коре; растворимость веществ в воде, экологические проблемы загрязнения оболочек Земли.

3. Биология: о проблемах происхождения, эволюции, сохранения жизни на Земле.

4. География: эволюция оболочек Земли, экологические проблемы Земли.

5. Математика: прикладные задачи.

6. Информатика: презентации и прикладные задачи и программы.

 

Именно  элективный курс «Физика планеты Земля» в 10 классе (при достаточно сформированнных учебных  компетенциях) [5-8] дает возможность формировать следующие компетенции в свете деятельностного  и личностно-ориентированного  подхода:

·       Формировать научно-критическое мышление  в таких темах, как, например:

Образование планетной системы; Оценка эффекта таяния льдов на Земле; Суточное вращение Земли; Изменения видимости звездного неба с учетом прецессии; Солнечные и лунные затмения; Инверсии магнитного поля, «блуждание» магнитного поля; Роль внешних космических тел в эволюции поверхности и массы Земли; Способы космической безопасности Земли; Иные формы жизни во Вселенной.

·       Совершенствовать компетенции: читательские, планирования, систематизации, выводов, реферативно-аналитического мышления в таких темах как, например:

            Образование звезд и звездных систем; Сферы Земли; Электрические

            токи в сферах  Земли (вулканы, землетрясения, ураганы, грозы);

            Сравнительная характеристика  условий для жизни на планетах

            Солнечной системы.

·       Использования методики решения оценочных задач - во всех темах курса.       

·       Формирования компетенции использования линейного и дихотомического (многовариантного) мышления (методики многовариантного поиска решения проблемы, нахождения оптимального варианта):

В практических работах, связанных с оценкой параметров Земли; Магнитные бури и причины их возникновения. Ионосфера Земли. Сферы Земли; Роль внешних космических тел в эволюции поверхности и массы Земли; Способы космической безопасности Земли; Физика молекул жизни (о кристаллической структуре ДНК); Иные формы жизни во Вселенной;

·       Совершенствовать экспериментальные и практически-расчетные умения - во всех практических работах.

·       Активно формировать мировоззренческие компетенции (особенно в темах):

Введение (Образование звезд, планетных систем); Образование планеты Земля; Взаимодействие планеты Земля с космическими телами; Особенности планеты Земля.

·       Развивать интеллектуальные и исследовательские компетенции: во всех темах курса; по направлениям выбранных индивидуальных творческих (учебно-исследовательских)  работ.

·       Проявлять деятельностный подход  при активных педагогических технологиях – на протяжении всего курса.

·       Использовать базу курса для подготовки к ЕГЭ - во всех темах курса, используя межпредметную интеграцию.

         Методика формирования компетенций предусматривает оптимальное применение активных педагогических технологий, методов, приемов через деятельностный подход:

-  в классно - урочной системе  (проблемное обучение, лекции с использованием  блочной технологии, практикумы, тренинги, лабораторно - практические занятия, семинары, деловые игры, информационные технологии);

- в системе индивидуального взаимодействия учителя с обучающимися  (включая дистанционное  образование) через  проектирование индивидуальной образовательной траектории обучающегося (подготовка проектных, экспериментальных,  научно-исследовательских, реферативных работ; участие в конкурсах, конференциях, интернет - проектах и др.);

- в системе дополнительного образования  через связи с объектами культурно - научного назначения городского, регионального и российского уровней (с ВУЗами, научно-исследовательскими центрами, с государственными и некоммерческими центрами дополнительного образования, с  научными музеями, планетариями и др.)

           Концепция представляемой программы, цель курса и программа  представлены в [8].

Очень важна практическая составляющая курса. В программу введены  27 практических работ, семинары, деловые игры,   экскурсии,  защита творческих учебно - исследовательских проектов.

         Модернизация  современного школьного образования еще сохраняет естественно - научную базу  программы, и в этом может активно помочь элективный курс «Физика планеты Земля».

         Для 21 века очень важно оптимально и рационально использовать время обучения. Учащиеся, заканчивая  школу, еще не скоро  осознают, что такое планета Земля и свое место и роль на ней, а  в курсе «Физика планеты Земля» они  уже подойдут к этому осознанию!

Результаты изучения курса  соответствуют  «Требованиям к уровню подготовки выпускников»:

·        компетенции обучающихся  формируются  в свете деятельностного  и личностно-ориентированного  подхода;

·        формируются  компетенции, значимые для  социализации выпускников;

·        формируется  мировоззрение, позволяющее правильно ориентироваться в окружающем мире, правильно оценивать  состояние ноосферы планеты Земля;

·        воспитывается  творческое отношение к действительности, востребованное в обществе.

        Мониторинг результативности образовательной деятельности автора данного курса и уровня обученности  четырех   выпусков обучающихся по  данному  элективному  курсу «Физика  Земли» дает   положительный результат.   Анализ ответов в анкетировании обучающихся и их родителей показывает положительное отношение обучающихся и родителей к изучению курса. При его изучении преобладал уровень  легкого усвоения материала курса, в анкетах предпочтение в изучении курса было отдано  выполнению практических работ. Родители отметили объективную социальную и образовательную  пользу.

         В перспективе   автору  предстоит  создание полного УМК для учителя и обучающихся, в котором частью  является   учебное пособие «Физика планеты Земля».

 

 

 

 

Литература

1.     «Федеральный государственный образовательный стандарт начального образования»,М., «Просвещение», 2013

2.     «Федеральный государственный образовательный стандарт  основного общего образования»,М., «Просвещение», 2013

3.     «Фундаментальное ядро содержания общего образования» под редакцией В.В. Козлова, А.М. Кондакова, М., «Просвещение», 2011

4.      «Педагогика и психология: теория и технологии» под ред. Л.И. Гриценко (часть I),М., «Планета», 2012

5.     Т.Ю. Кузьмичева «Из опыта работы по элективному курсу «Физика Земли», методический  журнал  «Физика» издательства «1 сентября» № 16 , 2007 , г. Москва

6.     Т.Ю. Кузьмичева «Итоги апробации элективного курса «Физика Земли»,  Тезисы X Российских Чтений - конкурса памяти С.А.Каплана,2007, г. Н. Новгород

7.     Т.Ю.  Кузьмичева «Элективный курс «Физика Земли»      «Новые технологии в преподавании астрономии: Материалы Всероссийской научно-практической конференции 2009, г. Н. Новгород

8.     Т.Ю. Кузьмичева «Физико-астрономическое образовательное пространство в естественнонаучном образовании обучающихся», Материалы VII международной научно-практической конференции «Новейшие достижения европейской науки» (Педагогические науки), Том 18,Июнь, 2011 г., София.

9.      Обзор журналов  «Физика – 1 сентября»: http://fiz.1september.ru; «Физика в школе».