Формирование универсальных учебных действий у учащихся средствами дисциплин естественнонаучного цикла с требованиями ФГОС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
Астраханский государственный университет
УИРС
по педагогической практике

Астрахань 2016Оглавление:
Рефлексивные умения
Факторы, способствующие повышению химического образования
Технологическая карта
Выводы УИРС
Литература
УИРС по теме: «Формирование универсальных учебных действий у учащихся средствами дисциплин естественнонаучного цикла»
Цель и задачи:
Изучить характеристики личностных, регулятивных, познавательных, коммуникативных универсальных учебных действий (УУД).
Раскрыть связь универсальных учебных действий с содержанием курса химии
Научиться конструировать систему учебных заданий, направленных на формирование у учащихся УУД, например: приемов умственной деятельности: проводить сравнения, аналогии, доказывать, формулировать выводы и тд.
1. Рефлексивные умения.
Они имеют место при осуществлении педагогом контрольно-оценочной деятельности, направленной на себя, анализ собственных действии и состояний.
Степень овладения учащимися рефлексивной деятельностью определяет все стороны и результаты обучения:
- физического, психического и эмоционального здоровья;
- уровень практической грамотности;
- сформированность коммуникативной компетентности;
- уровень интеллектуального и творческого развития;
- культуру учебного труда;
- воспитание чувства ответственности, самостоятельности;
- потребность в самообразовании.
Поэтому необходимо на уроках химии учить детей следующим рефлексивным действиям:
- самостоятельное определение цели учебной деятельности и учебных задач;
- самодиагностика и самооценка своих возможностей перед изучением темы;
- самостоятельная работа по устранению пробелов в знаниях, расширению и углублению знаний, необходимых для успешного изучения нового материала;
- осуществление прогнозирующего самоконтроля, т.е. определение, в какой последовательности будут выполняться действия и какими правилами следует руководствоваться;
- рациональное использование общих способов учебно-познавательной деятельности и приемов учебной работы;
- пошаговый и итоговый самоконтроль;
- самостоятельное исправление ошибок;
- самооценка своих успехов в достижении цели;
- планирование и осуществление деятельности по самокоррекции.
Эти навыки и умения пригодятся не только при изучении и освоении предмета химии, но и в жизни.
2. Факторы, способствующие повышению химического образования
1. Изучение основ наук, отражающие фундаментальные законы природы
Как известно, к таким относятся математика, физика, химия и биология. В школе или в вузе им соответствуют один или несколько предметов. Конечно, их изучение должно следовать порядку их усложнения. Ф.Энгельс примерно 150 лет тому назад показал, что усложнение наук идет в соответствии с усложнением форм движения материи, которые они изучают, т.е. математика → физика → химия → биология. Это означает, что если физикам нужна только хорошая математическая подготовка, то химикам нужна еще вдобавок подготовка по физике, а биологи не могут обойтись без основательного химического образования. Социальные науки настолько сложны, что приходится их искусственно раздробить ради удобства изучения, поэтому они кажутся более простыми. В этом можно убедиться, попытавшись рассматривать все вместе с точки зрения единой теории. Недаром Эйнштейн, познакомившись с теорией Ж.Пиаже, сказал, что теория относительности – детская игра по сравнению с проблемами детской игры. Таким образом, для повышения фундаментальности химического образования, в первую очередь, необходимо заложить прочный фундамент из курсов математики и физики.
Когда предметы, обусловливающие фундаментальность, определены, встает вопрос об отборе их содержания. К настоящему времени по каждому разделу науки накоплено столько информации, что изучить все не хватит целой жизни, поэтому придется тщательно отбирать самое необходимое. Принципиальными моментами проблемы математического образования, как и любого другого, являются: выбор объема и содержания курсов для разных специальностей, определение целей обучения, правильное сочетание широты и глубины изложения, строгости и наглядности, т.е. выбор наиболее эффективных и рациональных путей обучения, и все это с учетом ограниченного времени, отводимого на изучение математики. Рекомендация в наиболее общем виде такова: Каким разделам математики и в каком объеме надо учить студентов данной специальности – должны определять специалисты в этой области при консультации с математиками, а как этому учить – это дело профессионалов-математиков [1]. Один из вариантов содержания математического образования для химиков было предложено О.С. Зайцевым [2].
Объем отобранного содержания будет определять сроки обучения. В советское время по учебным планам химических специальностей математику и физику изучали в течение 4 семестров. При наступлении тяжелого постсоветского периода объем 8 курсов математики и физики в некоторых постсоветских странах сократили до 1 семестра (3 кредита), к которому уже привыкли. Образцом могут служить ведущие российские вузы. Например, на химическом факультете МГУ им. М.В.Ломоносова до сих пор курс высшей математики изучается в течение 5-6 семестров в объеме 530-570 часов, что, несомненно, вносит существенный вклад в повышение фундаментальности химического образования [3, 4]. Аналогично можно сказать о курсах физики.
Об общей пользе основательного физико-математического образования говорит и следующий факт. Учащиеся республиканской физико-математической школы–интерната (Алматы, Казахстан) на республиканской олимпиаде по основам наук, которая проходит по 14 школьным предметам, ежегодно выигрывают до 40 медалей, участвуя на олимпиадах не только по математике и физике, но и по химии, биологии, географии, истории, иностранным языкам и др., в то время как сборные команды некоторых областей, отобранные из учащихся порядка 500-1000 школ, возвращаются практически без медалей.
Отбор содержания образования по химии бывает всегда острым, так как химия, наряду с биологией, относится к числу наук, в которых производится наибольшее количество информации [5]. По ряду разделов химии основы столь обширны, что вместить их в рамки выделенных для обучения часов невозможно. Нужен отбор той части основ, знание которых тесно связано с жизнью, что принято людьми на вооружение, проверено их практической деятельностью. Что это может быть?
В становлении науки как непосредственной производительной силы общества особенно многогранна роль технологии. Поэтому системы современных технологий необходимо использовать в качестве канвы, в качестве содержательного и объективного критерия отбора содержания обучения [6]. Поэтому первым надо обучать тому, что внедрено в производство, в практику. Другим, важным критерием может быть то, что требует практика. Современная химия играет большую роль в решении проблем энергетики, продовольствия, медицины, проблемы долголетия, создания новых материалов, экологии и ряд других [7-8]. Подобными проблемами студенты должны быть ознакомлены в стенах университета.
2. Усиление доли методологической составляющей образования
Параллельно с «заложением» прочного фундамента необходимо формировать и методологические знания. Методологические знания – это понятия и категории, законы и принципы, методы и подходы, теории и картины мира, реализующие процесс познания (и мышления) на философском, общенаучном и частнонаучном уровнях [9].
В связи с быстрым темпом развития науки и техники знания, полученные в школе и в вузе, становятся неполными и недостаточными в течение короткого периода времени. Методологические же знания дают возможность мобильно оперировать знаниями и умениями в различных ситуациях, являются важнейшим условием формирования у учащихся способности самостоятельно мыслить. Включение методологических знаний в содержание образования поможет учащимся усвоить информацию в единстве со структурно-функциональными связями между разнородными, разностатусными элементами знаний; преодолеть затруднения при усвоении научной информации, превратить комплекс знаний в систему, что способствует реализации дидактических принципов сознательности и системности обучения [10-11].
Такие требования принципа научности как ознакомление с методами научного познания и создание представлений о процессе познания, признаются всеми исследователями, но до сих пор не получили должного развития в практике обучения. В работах З.Х. Байбагисовой сделана попытка (на примере средней школы) нахождения ответов на следующие вопросы: 1) Какой комплекс методологических знаний необходимо сформировать у учащихся при изучении химии)? 2) Каковы способы включения этих знаний в содержание химического образования? Создана методическая система формирования методологических знаний учащихся, определяющая способы включения этих знаний в содержание химического образования и направленная на уровневое и поэтапное их формирование у учащихся.
Обзор литературы приводит к выводу, что в современных условиях, когда происходит перепроизводство информации и ее быстрое старение, учащиеся не должны заучивать отдельные факты (реакции), которое можно поручить компьютеру, а хорошо освоить методику таких мыслительных операций как анализ и синтез, индукция и дедукция, классификация, сравнение, выдвижение гипотез, доказательство и другие. Однажды усвоенный метод никогда не затеряется. Его можно применять и к новым задачам, ведь он, в отличие от факта, не подвержен старению в меняющихся социальных условиях. О роли как можно раньше освоенного метода в обучении говорил еще Р. Декарт в своем знаменитом сочинении «Рассуждение о методе».
Один из эффективных способов обучения методологическим знаниям является «задачный метод», т.е. решение как можно больше задач, желательно усложненных, олимпиадных и творческих. Поэтому новые сборники задач должны быть составлены таким образом, чтобы в процессе обучения учащиеся как можно чаще применяли вышеупомянутые мыслительные операции, не ограничиваясь только воспроизведением текста учебника. Во многих странах умение решать задачи положено в основу поиска и отбора одаренных детей. В этом отношении опять хочется привести в пример опыт химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, где все вступительные экзамены письменные и почти целиком состоят из разноуровневых задач. Судя по публикациям, группа энтузиастов (Н.Е. Кузьменко, С.С.Чуранов, В.В.Сорокин, Н.Н. Магдесиева, В.В.Еремин и др.), начавшие еще в 80-е годы, подняли «задачный подход» к настоящему времени на очень высокий уровень.
В настоящее время уже формируется новое направление в педагогике,
называемое ТРИЗ-педагогикой, которое основывается на теории решения
изобретательских задач. Основу ТРИЗ-педагогики заложил Г.С. Альтшуллер,
который путем анализе нескольких тысяч изобретений пришел к выводу, что
человека можно научить изобретать [12]. Если ТРИЗ-педагогика учить изобретать, а значит творчески мыслить, то ее надо включать в учебный план любой специальности одновременно с «Патентоведением». Следует также напомнить, что число патентов на 1000 человек является одним из показателей развития страны, который учитывает ООН при оценке рейтинга страны. К сожалению, эти предметы также не внедрены повсеместно в учебные планы хотя бы технических специальностей, в том числе в типовые учебные планы химических специальностей
3. Обеспечения самообучения, саморазвития и самовоспитания
В современных условиях, когда объем необходимых для человека знаний быстро возрастает, уже невозможно делать главную ставку на усвоение определенной суммы фактов. Наука и ее практическое применение в жизни развивается сейчас такими темпами, что многое даже недавно найденного или открытого нередко устаревает прежде, чем попадает в учебники и курсы лекций. Сумма знаний, который должен усвоить студент за время обучения, непрерывно растет, а количество часов, естественно, не может увеличиваться бесконечно. При переходе на кредитные технологии в соответствии с принципами Болонского процесса учебный процесс все больше переместится за рамки аудиторных занятий, где на успеваемость будет влиять навыки самостоятельной работы.
Пожалуй, единственным универсальным средством для реализации принципа «обучение в течение жизни» является овладение методами и практическими навыками в области поиска, сбора, хранения, переработки и распространения научно-технической информации (НТИ) [5, 12]. Важно научить студентов самостоятельно пополнять знания, ориентироваться в стремительно растущем потоке НТИ, уметь вести поиск необходимой информации в глобальной сети Интернет с помощью различных поисковых машин. Умение самостоятельно найти и использовать НТИ повышает у студентов способность усваивать большой объем знаний за одно и то же
время в течение всей жизни. Ранее не случайно в квалификационных характеристикахпочти по всем специальностям были пункты: специалист должен знать основыпатентоведения и научной организации труда, специалист должен уметь владетьрациональными приемами поиска и использования научно-технической информации [5, 13,14].
Обучение студентов основам методики поиска НТИ осуществляется в настоящее время во всех промышленно-развитых странах, причем с использованием дистанционных технологий с помощью Интернет. К сожалению, этой важной проблеме не всегда и не везде не уделяется должного внимания. Если до сих пор каждый студент обучался этому «искусству» у своего научного руководителя, то сейчас не должно быть места такой «кустарщине». Требования к такому атрибуту фундаментального образования должны быть включены в государственные стандарты по всем специальностям, так как теперь он является элементом культуры, а соответствующий предмет, реализующий эти требования в учебных планах по всем специальностям. К сожалению, до сих пор нет не только никакого учебника, но и типовой программы. Пока каждый студент учится самостоятельно методом проб и ошибок, добывая случайные, а не систематизированные знания.
Добытая информация перед усвоением должна быть переработана. Поэтому каждый специалист должен сознательно пользоваться такими методами научного мышления, как анализ и синтез, индукция и дедукция, сравнение, обобщение и т.п. В системе научного образования (магистратура, докторантура) умение вести поиск информации должно быть дополнено обучением творчеству. Так как все объять невозможно, придется себя ограничивать. Поэтому каждый должен выбирать свою индивидуальную образовательную траекторию в соответствии со своим типом характера, наклонностями и интересами [14]. Чем раньше определяешься, тем лучше.
4. Обучение основам «законов» жизни (практическая психология,концепции достижения успеха, тайм-менеджмент и др.)
Проблемы обучения, развития и воспитания будут реализованы успешно, если обучающиеся будут знакомы современными теориями практической психологии и достижения успеха [15-17].
Выводы по повышению химического образовании.
Таким образом, фундаментальность – это основополагающий принцип обучения, обеспечивающий универсальность получаемых знаний, т.е. таких знаний, которые устаревают медленнее по сравнению с другими. Ее долю в химическом образовании можно увеличить, увеличивая доли изучения наиболее общих теорий, законов, принципов и понятий по таким предметам, как математика, физика и химия, усиливая одновременно долю методологической составляющей с помощью «задачного подхода».
3. Технологическую карта на тему: «Строение атома»
Таблица 1. Результаты взаимосвязи уровня сформированности приемов умственной деятельности и системы предметных знаний
+Элемент знаний Уровень сформированности умений
Школа Класс 1-й уровень
(знание сущности, значения приема,
его структуры) 2-й уровень
(применение приема в стандартных условиях) 3-й уровень
(перенос приема в измененных условиях)
А С О … А С О … А С О …
1.Маслова Анна СОШ №54 7 а
2 2 3 2 2 3 3 3 3 3 2 2
2.Иванова Юлия СОШ №54 7 а
3 3 3 2 3 2 3 3 3 2 2 3
3.Боровая Елизавета СОШ №54 7 а
4 4 4 4 3 4 4 4 3 4 4 4
4.Боровой Владимир СОШ №54 7 а
4 2 2 3 2 3 2 3 3 2 2 2
5.Медведева Елена СОШ №54 6а 3 3 3 4 3 2 3 3 2 2 3 3
6.Лебедев Денис СОШ №54 8 3 3 4 3 3 2 3 3 2 3 2 3
7.Пащенко Даниил СОШ №54 8 3 3 4 3 3 2 2 2 3 3 2 3
8.Абросимова Анна СОШ №54 7 а
3 3 4 3 3 2 2 2 2 3 3 3
9.Камнев Андрей СОШ №54 7 2 2 2 2 2 3 2 2 2 2 3 3
10.Никитинский Максим СОШ №54 7 4 4 4 3 3 3 4 4 3 4 4 3
11.Ершов Кирилл СОШ №54 7 4 4 4 4 4 3 4 4 4 4 3 4
При оценке использовала четырехбалльную оценочную шкалу:
4 – умение сформировано окончательно;
3 – умение сформировано в основном;
2 – умение сформировано частично;
1 – умение не сформировано.
В таблице 1 для краткости используются условные обозначения приемов умственной деятельности: А – анализ, С – сравнение, О – обобщение, … – другие умения, например: выводы, доказательство, анализировать, систематизировать, классифицировать, моделировать, устанавливать причинно-следственные связи, абстрагировать, проводить аналогии, выделять главное, доказывать, синтезировать, исследовать и др.
Расчет показателя качества развития конкретного умения произвести по формуле: К = ((a + b)/n)·100 %, где К – качество развития конкретного умения; a – количество учащихся, выполнивших задание на «4», b – количество учащихся, выполнивших задание на «3», n – общее количество учащихся, выполнявших работу.
Анализ 1-го уровня
K=((3+5)/11)*100%=72,7%
Анализ 2-го уровня
К=((1+7)/11)*100%=72,7%
Анализ 3-го уровня
К=((1+6)/11)*100%=63,6%
Сравнение 1-го уровня
К=((3+5)/11)*100%=72,7%
Сравнение 2-го уровня
К=((1+5)/11)*100%=54,5%
Сравнение 3-го уровня
К=((3+4)/11)*100%=63,6%
Обобщение 1-го уровня
К=((6+3)/11)*100%=81,8%
Обобщение 2-го уровня
К=((3+4)/11)*100%=63,6%
Обобщение 3-го уровня
К=((2+4)/11)*100%=54,5%
Другие умения 1-го уровня
К=((3+5)/11)*100%=72,7%
Другие умения 2-го уровня
К=((3+5)/11)*100%=72,7%
Другие умения 3-го уровня
К=((2+7)/11)*100%=81,8%
Выводы:
Большинство учащихся 72,7% освоили материал на хорошем уровне, знают не только теорию и могут анализировать, проводить сравнения. Остальные 27,3% тему поняли, могут рассказать её, но с трудом дается систематизация нового материала и умение выделять главное. Можно сделать выводы, по результатам проведенного исследования, что качество развития конкретного умения лучше усваивается, когда школьники учатся абстрагироваться и проводить аналогии. Также прослеживается, что ученики, которые уже изучили материал в школе, легче и быстрее остальных усваивают его.
Литература
Кудрявцев Л.Д. Современная математика и ее преподавание. – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1985.- 176 с.
Зайцев О.С. О естественнонаучной и математической подготовке школьников, изучающих химию.- Химия. Методика преподавания, 2004, №6.– с. 39-48.
Кузьменко Н.Е., Рыжова О.Н., Лунин В.В. О некоторых проблемах реформирования общего и высшего химического образования в России. – В сб. «Современные тенденции развития химического образования».– Кишинэу: Univers Pedagogic, 2005.-136 с.
Лунин В.В., Гаврилов В.И., Гладков Б.В., Гнеденко Д.Б., Кузьменко Н.Е., Макаров Ю.Н., Немухин А.В., Рыжова О.Н., Чирский В.Г. Математика в университете: из практики химического факультета МГУ. – Высшее образование сегодня, 2006, №7.- С.34-37.
Потапов В.М., Кочетова Э.К. Химическая информация. Где и как искать химику нужные сведения. - М.: Химия, 1979.- 224 с.
Макарова Л.Л., Овечкина О.А. Совершенствование химического образования как важная составляющая концепции модернизации высшего образования. – Вестник Удмуртского университета, серия «Психология и педагогика», 2008, №9.- С. 53-58.
Химия и современность./ Под ред. Ю.Д.Третьякова.- М.: Просвещение, 1985.- 223 с.
Семенов И.Н., Максимов А.С., Макареня А.А. Химия и научно-технический прогресс.- М.: Просвещение, 1988.- 175 с.
Новиков А.М. Методология образования. – М.: Эгвес, 2002.
Леднев В.С. Научное образование: развитие способностей к научному творчеству. – М.: МГАУ, 2002.-120 с.
Краевский В.В. Методология педагогики.- Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2001.- 244 с.
Методические рекомендации для преподавателей (по ТРИЗ-педагогике).- http://www.natm.ru/triz/scool/welcome2.htm.
Романенко В.Н., Орлов А.Г., Никитина Г.В. Книга для начинающего исследователя-химика. – Л.: Химия, 1987.- 280 с.
Кичкин И.И., Скорняков Э.П. Патентные исследования при курсовом и дипломном проектировании в вузах. – М.: Высш.шк., 1979.- 112 с.
Тигер П., Бэррон-Тигер Б.- Делай то, для чего ты рожден. Путь к успешной карьере через самопознание. - М.: АРМАДА, 1996.- 491 с.
Хилл Н. Думай и богатей.- М.: «Изд-во ФАИР», 2008.- 272 с.
Законы успеха: Сборник. – М.: Агентство «ФАИР», 1997.- 448 с.