автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методика реализации интерактивного обучения как средство достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса "Естествознание"

Автореферат диссертации по теме "Методика реализации интерактивного обучения как средство достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса "Естествознание""

На правах рукописи УДК: 377.016:50

Ибрагимова Мария Владимировна

МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ КАК СРЕДСТВО ДОСТИЖЕНИЯ МЕТАПРЕДМЕТНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КУРСА «ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ»

Специальность: 13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (естествознание, уровень профессионального образования)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Санкт - Петербург 2015

Работа выполнена на кафедре естественнонаучного образования государственного бюджетного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов «Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования» Научный руководитель:

доктор педагогических наук, профессор, заведующий кафедрой естественнонаучного образования государственного бюджетного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования (повышения квалификации) специалистов «Санкт-Петербургская академия постдипломного педагогического образования» Алексашина Ирина Юрьевна

Официальные оппоненты:

доктор педагогических наук, доцент, профессор кафедры химического и экологического образования федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена»

Гавронская Юлия Юрьевна

кандидат педагогических наук, доцент кафедры методики обучения физике Государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования города Москвы «Московский институт открытого образования» (средняя общеобразовательная школа № 179) Долгая Татьяна Игоревна

Ведущая организация:

Государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования «Ленинградский областной институт развития образования»

Защита состоится «16» июня 2015 года в 12.00 часов на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.199.28, созданного на базе Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена, по адресу: 199053, г. Санкт-Петербург, 198097, Санкт-Петербург, пр. Стачек, 30, ауд.59.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена (191186, г. Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп. 5) и на сайте университета по адресу:

http://disser.herzen.spb.ru/Preview/Karta/karta_000000215.html Автореферат разослан а и/><",/ ^ 2015 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета —У/ацл^Л« Попова Регина Ивановна

| РОССИЙСКАЯ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ Л

' БИБЛИОТЕКА

-----2021-'ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В требования к результатам освоения основной образовательной программы согласно Федеральному государственному образовательному стандарту (ФГОС) среднего (полного) общего образования (10-11 кл.) входит достижение обучающимися метапредметных образовательных результатов. В то же время остается открытым вопрос об эффективных способах выполнения данного требования. Важным средством для достижения метапредметных образовательных результатов может служить использование потенциала интерактивного обучения. Особую актуальность решение этой проблемы приобретает для интегрированных курсов, целевые установки которых носят метапредметный характер. Для интегрированного курса «Естествознание» в настоящее время методика реализации интерактивного обучения отсутствует.

Развитие стратегий разработки курса «Естествознание» осуществляется в трудах И. Ю. Алексашиной, Л. А. Битюцкой,

В. С. Еремина, В. Р. Ильченко, С. В. Киктева, А. Н. Мансурова, Н. А. Мансурова, А. Ю. Пентина, Д. В. Ридигер, Н. В. Ромашкиной,

B. В. Свиридова, Л. В. Тарасова, А. А. Ульяновой, О. А. Яворук и др. Авторский коллектив под руководством И. Ю. Алексашиной в контексте интегративного подхода определяет следующие ведущие идеи учебного предмета «Естествознание»: единство, целостность и системную организацию природы, взаимозависимость человека и природы, гармонизацию системы "природа - человек".

Универсальными целями применения интерактивного обучения, в том числе и для интегрированных курсов, включая «Естествознание», являются развитие познавательных процессов, умений и навыков, развитие устойчивых познавательных и социальных мотивов, развитие творческих способностей, обеспечение деятельностного подхода к обучению, создание оптимальных условий для учебно-педагогического сотрудничества и другие (В. В. Гузеев, С. С. Кашлев, Г. К. Сслевко, Л. К. Гейхман, М. В. Кларин, Д. Н. Кавтарадзе и др.). Таким образом, логично предположить, что интерактивное обучение должно положительно влиять на процесс достижения метапредметных образовательных результатов. Теоретическое обоснование ключевой сущностной характеристики интерактивного обучения предложено Гузеевым В. В: согласно его концепции, интеракция в процессе обучения возникает как результат интерактивного информационного режима обучения. Анализ трудов исследователей, занимавшихся проблемой интерактивного обучения (В. В. Гузеев,

C. С. Кашлев, Д. Н. Кавтарадзе, М. В. Кларин, Е. В. Бондаревская, А. В. Хуторской, А. П. Панфилова, Е. В. Рогинко, М. А. Петренко, С. А. Мухина, А. А. Соловьева, Ю. А. Толыпина), позволяет сделать заключение, что важнейшими компонентами интерактивного обучения являются: наличие интеракции между участниками процесса обучения,

вариативность процесса обучения, мыследеятельность, смыслотворчество, рефлексия, положительный эмоциональный настрой участников.

Реализация интерактивного обучения может осуществляться на основе использования когнитивной графики, которая описывается как совокупность приемов и методов образного представления условий задачи, позволяющих либо сразу увидеть решение, либо получить подсказку для его нахождения (А. А. Зенкин). В процессе конструирования когнитивных образов происходит построение графической метафоры входных данных решаемой задачи, которая позволяет заложить в когнитивный образ возможность мыследеятельности, являющейся важнейшим и неотъемлемым компонентом интерактивного обучения. Поскольку до сих пор когнитивная графика использовалась исключительно техническими науками, исследование возможностей ее применения в образовательной деятельности для организации интерактивного обучения естествознанию не проводилось.

Анализ теоретических посылов и педагогической практики позволяет выявить ряд противоречий:

• между целевыми установками ФГОС на достижение мстапредмстных образовательных результатов и недостаточной разработанностью методики его осуществления;

• между существованием необходимости внедрения интерактивного обучения в курс «Естествознание» и недостаточной разработанностью методики его реализации для данного предмета

• между необходимостью реализации интерактивного обучения и недостаточным уровнем методической подготовленности учителей.

В связи с этим актуализируется проблема исследования, состоящая в необходимости разработки методики реализации интерактивного обучения для достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса «Естествознание». На этой основе определена тема исследования: «Методика реализации интерактивного обучения как средство достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса «Естсствознан ие».

Цель исследования состоит в повышении эффективности процесса достижения метапредметных образовательных результатов в обучении естествознанию (10-11 кл.) за счет разработки и реализации соответствующей методики интерактивного обучения, основанной на использовании когнитивной графики.

Объектом исследования выступает процесс достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса «Естествознание».

Предметом исследования является методика реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание», основанная на применении когнитивной графики.

Гипотеза исследования: повышение эффективности процесса достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса «Естествознание» происходит, если:

• При изучении курса «Естествознание» применяется методика реализации интерактивного обучения.

• В качестве основного средства обучения в методике реализации интерактивного обучения используется когнитивная графика.

• Обеспечена мотивация учителей к применению методики реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание» Задачи исследования:

1. На основе анализа философской, психолого-педагогической и методической литературы установить степень разработанности изучаемой проблемы в прошлом и в современной школе, выявить преимущества и проблемы реализации интерактивного обучения в курсе «Естествознание».

2. Сконструировать содержание и методику реализации интерактивного обучения на основе когнитивной графики при изучении курса «Естествознание».

3. Провести констатирующий эксперимент с целью выявления мотивации учителей к проведению уроков естественнонаучного цикла в интерактивном режиме обучения.

4. Провести формирующий эксперимент по апробации методики реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание» для создания доказательной базы ее эффективности.

Теоретическую и методологическую основу исследования составили:

• Понятие о диалоге как важнейшем способе организации образовательного процесса (М. М. Бахтин, К. Н. Вентцель, Л. С. Выгодский, Зенон, Климент Александрийский, Конфуций, Пифагор, Сократ);

• Исследования, связанные с изучением гуманитарной парадигмы современного образования (И. Ю. Алексашина, А. Г. Асмолов, Е. В. Бондаревская, Л. С. Выготский, П. Я. Гальперин, А. Н. Леонтьев, А. Моль, А. Р. Мудрик, А. В. Хуторской, Д. Э. Эльконин и др.);

• Теоретические исследования понятия «интерактивное обучение» в педагогическом аспекте (Ю. Ю. Гавронская, Л. К. Гейхман, В. В. Гузеев, Д. Н. Кавтарадзе, С. С. Кашлев, М. В. Кларин, А. А. Остапенко, Г. К. Селевко, И. И. Черкасова, Т. А. Яркова и др.);

• Анализ возможностей применения «когнитивной графики» (А. Я. Аноприенко, А. И. Башмаков, И. А. Башмаков, А. А. Зенкин, Ю. В. Новоселов);

• Концепция П. Г. Щедровицкого о том, что мыследеятельность -главный признак гуманитарных технологий нового поколения;

• Исследования, связанные с проблемами конструирования и методикой преподавания интегрированных курсов естественно-научной

направленности (И. Ю. Алексашина, Л. А. Битюцкая, Н. В. Груздева, В. С. Еремин, Д. И. Зверев, Л. Я. Зорина, В. Р. Ильченко, С. В. Киктев, Б. Г. Комиссаров, А. В. Ляпцев, А. Н. Мансуров, Н. А. Мансуров, Т. В. Мухлаева, Н. И. Орещенко, А. Ю. Пентин, А. А. Плешаков, Д. В. Ридигер, Н. В. Ромашкина, В. В. Свиридов, И. И. Соколова И. Т. Суравегина, Л. В. Тарасов, А. А. Ульянова, О. А. Яворук и др.);

• Исследования развития универсальных учебных действий (УУД) на уроках естествознания (М. В. Аргунова, Г. П. Данилова, М. Ю. Демидова, Е. В. Иваньшина, С. Е. Мансурова, Э. К. Мартене, Т. Б. Мельникова, М. А. Лазарева, Т. А. Плюснина, Г. А. Ягодин).

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

• теоретические: анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; методический анализ ФГОС, программ, учебных текстов;

• экспериментальные: анкетирование, статистический анализ с помощью метода анализа динамических рядов данных; ^критерия Стьюдента, критерия у2 (хи-квадрат); тест Р. Амтхауэра; метод экспертных оценок; методическая интерпретация результатов.

Основные этапы исследования

На первом этапе (2011-2012 гг.) проведен теоретический анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по теме исследования с целью уточнения и конкретизации понятий «интерактивное обучение», «интерактивный режим обучения», «гуманитаризация», «когнитивная графика», «универсальные учебные действия». Поставлены цели и задачи, сформулирована гипотеза исследования.

На втором этапе (2012-2013 гг.) разработана методика реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание». Определены критерии, позволяющие определить эффективность предложенной методики, произведена ее апробация.

На третьем этапе (2013-2014 гг.) проведена экспериментальная проверка эффективности разработанной методики реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание» на основе результатов анализа уроков, проводимых в рамках лонгитюдного исследования. Проанализированы и интерпретированы результаты исследования, на основе которых сформулированы выводы. Завершено написание текста диссертации.

Опытно-экспериментальная база исследования: Ленинградский областной колледж культуры и искусства, Экономический лицей Международного банковского института. В педагогическом эксперименте участвовали 171 учитель, 74 обучающихся.

Положения, выносимые на защиту:

1. Теоретическая модель методики реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание», включающая в себя целевой, содержательный, процессуальный, результативно-оценочный компоненты; содержательный компонет состоит из развернутого теоретического обоснования различных приемов мыследеятельности, а также описания когнитивной графики в качестве средства активации мыследеятельности.

2. Методика проведения уроков при изучении курса «Естествознание», ориентированная на обеспечение постоянно действующего интерактивного режима обучения, который поддерживается организацией интеракции между участниками процесса обучения, вариативностью процесса обучения, возможностью мыследеятельности, смыслотворчества, рефлексии, а также положительным эмоциональным настроем участников и способствует улучшению результативности достижения метапредметных образовательных результатов за счет развития познавательных, регулятивных и коммуникативных универсальных учебных действий, а также поддержанию стабильно высокой мотивации учащихся к процессу обучения.

3. Результаты педагогического эксперимента, полученные в ходе внедрения и апробации методики реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание», основанной на применении когнитивной графики, подтверждающие соответствие результатов интерактивного обучения естествознанию заявленным.

Научная новизна исследования обусловлена тем, что разработана методика реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание», обеспечивающая положительную динамику результативности метапредметных образовательных результатов. Определены методические условия организации уроков в интерактивном режиме обучения, определены особенности реализации интерактивного обучения для различных типов урока курса «Естествознание» (урок-лекция, урок-практикум, урок-семинар, урок-конференция, урок-проект, урок-исследование). Показано, что эффективным средством организации мыследеятельности в процессе интерактивного обучения может служить применение когнитивной графики.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что понятие «интерактивное обучение» проанализировано в философском, психолого-педагогическом и методическом аспектах. Разработана модель методики реализации интерактивного обучения для достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса «Естествознание», позволяющая учителям самостоятельно конструировать и проводить уроки в интерактивном режиме обучения.

Основные теоретические результаты исследования могут стать концептуальной основой дальнейшего изучения механизма и инструментов

стимулирования развития универсальных учебных действий учащихся и достижения метапредметных образовательных результатов.

Практическая значимость исследования состоит в том, что разработан комплект образцов дидактических материалов на основе когнитивной графики для реализации интерактивного режима обучения для разных типов уроков естествознания (урок-лекция, урок-семинар, урок-практикум, урок-конференция, урок-проект, урок-исследование), разработаны методические рекомендации для учителей по проведению уроков в интерактивном режиме обучения при изучении курса «Естествознание».

Рекомендации по использованию научных результатов. Методика реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание» может применяться в работе учителей, преподающих интегрированный курс «Естествознание» в общеобразовательной школе и системе среднего профессионального образования, а также в системе повышения квалификации педагогов.

Достоверность и обоснованность основных положений и выводов исследования детерминированы последовательным осуществлением намеченного плана исследования; логически выстроенным теоретическим анализом проблемы; последовательным применением взаимодополняющих методов педагогического исследования; экспериментальным подтверждением основных положений исследования; результатами статистической обработки полученных в эксперименте показателей.

Апробация и внедрение результатов исследования:

Основные положения и результаты исследования апробированы на городской научно-практической конференции «Интеграция как методология естественно-научного образования» (7 февраля 2012 г.); на научно-практической конференции молодых ученых «Академический научный поиск: учитель-ученик» (20 марта 2012 г.); на II Всероссийской научно-практической конференции «Современный урок в профильной школе»; на Городском научно-практическом семинаре «Достижение планируемых метапредметных образовательных результатов через развитие рефлексивных умений у школьников» (29 ноября 2012 г.); на городском научно-практическом семинаре для учителей начальной школы «Реализация ФГОС НОО в образовательном учреждении: опыт работы» (18 апреля 2012 г.); на городском научно-практическом семинаре «Современные педагогические технологии на уроках дисциплин естественнонаучного цикла (14 марта 2012 г.); на III Всероссийской научно-практической конференции «Естественно-математическое образование в современной школе: опыт, проблемы, перспективы» (11-12 апреля 2012 г.); на VI Всероссийском заочном конкурсе методических материалов по эколого-биологическому образованию для учреждений дополнительного образования детей (2012 г., результат - победитель), во время проведения семинара-практикума по теме «Интерактивные технологии в работе с детьми» в ГБОУ ЦПМСС

Кировского района Санкт-Петербурга; в ходе заочного тура Седьмой научной олимпиады аспирантов по педагогическим наукам «Научное творчество» (РГПУ им. А.И. Герцена, апрель 2013 г.); представление опыта работы на международном научно-методическом семинаре «Перспективы развития системы непрерывного экологического образования (5-9 ноября 2013 г.), на межрегиональной научно-практической конференции «Современный урок: диалог интегративного и предметного подходов» (доклад «Проектная деятельность школьников в области разработки интерактивных настольных естественнонаучных игр»), на Всероссийской конференции по итогам конкурса «Традиции и инновации в сфере дополнительного естественнонаучного образования детей» (ФДЭБЦ, 24-27 ноября 2014 г.).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы и 20 приложений. Работа содержит 174 страницы машинописного текста, 12 таблиц, 6 рисунков. Список литературы представлен 235 источниками.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, определены цель исследования, его объект и предмет; сформулированы гипотеза и задачи; представлены положения, выносимые на защиту; показаны научная новизна, теоретическая значимость и практическая ценность результатов работы.

В первой главе «Педагогический потенциал интерактивного обучения» проведен анализ исторического аспекта развития представлений об интерактивном обучении с древнейших времен до нашего времени; сформулированы исходные теоретические положения исследуемой проблемы; дано определение понятия «интерактивное обучение», раскрыты его характеристики; проведен теоретический анализ вопросов интерактивного обучения с позиции современной психолого-педагогической науки; выявлены возможности влияния интерактивного обучения в курсе «Естествознание» на достижение метапредметных образовательных результатов; показана важность введения интерактивного обучения в курс «Естествознание» как одного из способов воплощения идей личностно-ориентированного образования в курсе «Естествознание».

Содержание публикаций, посвященных проблеме интерактивного обучения (В. В. Гузеев, С. С. Кашлев, Д. Н. Кавтарадзе, Г. К. Селевко, А. П. Панфилова, И. И. Черкасова, Т. А. Яркова, Е. В. Рогинко, М. А. Петренко, Ю. Ю. Гавронская, Ю. А. Толыпина, А. А. Соловьева, И. А. Аболмасова, И. П. Иванов, И. В. Анашкина, Б. П. Никитин и др.) отражает общность мнений исследователей о том, что интерактивное обучение повышает эффективность процесса обучения, способствует мотивации учащихся.

В настоящее время существуют различные подходы к определению понятия «интерактивное обучение». С точки зрения В. В. Гузеева, ключевой сущностной характеристикой интерактивного обучения является интерактивный режим обучения. Под интерактивным режимом обучения понимается такой режим обучения, при котором информационные потоки двусторонние (диалог), ученик выступает в постоянно флуктуирующем субъектно-объектном отношении относительно обучающей системы, периодически становясь ее автономных элементом.

Интерактивный метод обучения - это способ организации процесса обучения, основанный на интерактивном режиме обучения, обеспечивающий вариативность процесса обучения, мыследеятельность, смыслотворчество, рефлексию и положительный эмоциональный настрой участников, имеющий целью создание условий для улучшения усвоения учебной информации, повышения мотивации учащихся и достижения метапредметных результатов образования. Таким образом, методика, реализующая интерактивное обучение, должна содержать в себе все эти компоненты.

Одним из результататов интерактивного обучения является достижение метапредметных образовательных результатов. Это становится возможным благодаря тому, что многие показатели развития коммуникативных, когнитивных и регулятивных УУД могут быть повышены благодаря реализации основных характеристик интерактивного обучения: например, такой показатель развития познавательных УУД, как «преобразование информации на основе выделения смысловых единиц», соответствует процессу мыследеятельности (решению проблем через осуществление системы мыслительных операций) в процессе интерактивного обучения. Подробное сопоставление показателей развития УУД и характеристик интерактивного обучения выявляет то, что все компоненты интерактивного обучения способны оказывать влияние на достижение метапредметных образовательных результатов.

Характеристики интерактивного обучения комплементарны целевым установкам интегрированного курса «Естествознание». Ведущие идеи курса «Естествознание», разработанного на принципе гуманитаризации (И. Ю. Алексашина), создают благоприятные предпосылки для реализации интерактивного обучения в рамках именно интегрированного учебного курса с целью достижения метапредметных образовательных результатов, обеспечивающих становление у учащихся целостного мировосприятия, системного мышления и аксиологической оценки системы «природа <-> человек».

Во второй главе диссертации «Методика реализации интерактивного обучения в курсе «Естествознание» и экспериментальная проверка ее эффективности» представлено исследование проблемы реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание; разработана модель методики реализации интерактивного обучения для достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса

«Естествознание»; показаны возможности применения этой модели для конструирования уроков разного типа в курсе «Естествознание»; проведена экспериментальная проверка влияния интерактивного режима обучения на достижение метапредметных образовательных результатов в курсе «Естествознание».

В качестве средства обеспечения интерактивного режима обучения использована когнитивная графика. Понятие «когнитивная графика» применительно к педагогике можно определить как способ трансформации учебной информации в учебную задачу, представленную в виде когнитивного графического образа, посредством создания графических метафор. Графической метафорой называется сопоставление одного или нескольких объектов частям графического изображения или множеству графических изображений. В предлагаемой модели методики реализации интерактивного обучения когнитивная графика является основным средством активации процесса мыследеятельности.

Модель методики реализации интерактивного обучения для достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса «Естествознание» основана на идеях исследователей, занимавшихся проблемой интерактивного обучения (В. В. Гузеев, С. С. Кашлев, Д. Н. Кавтарадзе, Е. В. Бондаревская, А. П. Панфилова, Е. В. Рогинко, М. А. Петренко, М. В. Кларин, А. В. Хуторской, С. А. Мухина, А. А. Соловьева, Ю. А. Толыпина и др.), согласно которым методика интерактивного обучения должна содержать в качестве обязательных компонентов организацию интеракции между участниками процесса обучения, вариативность процесса обучения, возможность мыследеятельности, смыслотворчества, рефлексии, а также положительный эмоциональный настрой участников. Поскольку когнитивная графика является ключевым средством обеспечения интерактивного режима согласно предлагаемой методике, возможности ее применения рассмотрены подробно. Когнитивная графика может служить в качестве способа активации процесса мыследеятельности. Мыследеятельность может обеспечиваться посредством преобразования учебной информации в объект учебного исследования. Учебное исследование приближает процесс обучения к научному поиску, но учитывает возможности и опыт ребенка, необходимость в помощи со стороны опытного наставника. В процессе конструирования когнитивных образов происходит построение графической метафоры входных данных решаемой задачи. Таким образом, когнитивный образ благодаря содержащейся в нем графической метафоре способен активировать процесс мыследеятельности и посредством этого поддерживать интерактивный режим обучения.

Для того, чтобы учителя имели возможность применять модель методики для конструирования уроков курса «Естествознание» в интерактивном режиме, содержательный компонент включает в себя

пошаговый алгоритм конструирования урока в интерактивном режиме обучения.

Модель методики реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание» (рис. 1) позволяет организовать интерактивное образовательное пространство, целью которого является достижение метапредметных образовательных результатов учащимися, максимально эффективное усвоение ими учебной информации, повышение мотивации учащихся; дать учителям естествознания методический инструмент, позволяющий без больших временных затрат конструировать уроки в интерактивном режиме обучения.

целевой компонент

Достижение метапредметных образовательных результатов учащимися при изучении курса «Естествознание»

Пошаговый алгоритм конструирования занятия в интерактивном режиме обучения

содержательный компонент

Поиск в учебной информации возможностей применения приемов мыследеятельности

Л

т

Применение словесно-логического Применение Применение Применение предметно-

мышления: наглядно- креативного действенного

Формально-логические приемы образного мышления: мышпеиия:

• простеишие мыслительные операции мышления: Приемы Органолептика

• умозаключения Приемы интуиции

воображения

1

Е

Набор когнитивных образов

Набор искусственных или природных когнитивных объектов

X

процессуальный компонент

Инвариантный блок

• Методы обучения:

диалогические

• Форма обучения: урок в интерактивном режиме обучения

• Средство обучении: когнитивная графика

• Условия обучения положительный эмоциональный настрой участников; избыточность «методического кейса*

Выбор способа интеракции:

1) атака/защита

2) эстафета

3) путешествие

4)ролевая игра

Вариативный блок

Выбор способа рефлексии

1) Рефлексивный круг

2) Рефлексивная мишень

3) Заключительная дискуссия и др

Выбор способа смыслотворчества

Выполнение творческих заданий

Набор способов организации действий участников интерактивного обучения

Объединение блоков в единый, логически обоснованный комплекс

РЕЗУЛЬТАТИВНО-ОЦЕНОЧНЫИ КОМПОНЕНТ

Оценка уровня развития УУД, отражающих достижение метапредметных образовательных результатов

Рисунок 1 - Модель методики реализации интерактивного обучения для достижения метапредметных образовательных результатов при изучении курса «Естествознание»

Результаты констатирующего эксперимента показали, что большинство учителей на каждом уроке или время от времени используют вербальные, аудиовизуальные и электронные интерактивные средства обучения, полагая, что их использование поможет активизировать умственные процессы обучающихся, улучшить понимание содержания урока и привести к другим положительным результатам. Однако применение интерактивных средств обучения, по мнению учителей, сопряжено с возникновением трудностей, например, с увеличением времени подготовки к уроку, снижением дисциплины учащихся и др. Кроме того, количество готовых разработок в этой области недостаточно для обеспечения учебного процесса. Создание методики разработки урока в интерактивном режиме обучения позволит решить две главные проблемы, с которыми сталкиваются учителя при самостоятельных разработках таких уроков: отсутствия в настоящее время методики как таковой, а также сокращения времени на подготовку такого рода уроков.

Опытно-экспериментальная работа по апробации методики заключалась в следующем: имелись две группы, контрольная и экспериментальная. Экспериментальная группа состояла из 38 учащихся, контрольная - из 36 (итого - 74 учащихся Ленинградского областного колледжа культуры и искусства, Экономического лицея Международного банковского института). В экспериментальной группе 1 раз в неделю проводились уроки разных типов в интерактивном режиме обучения. В контрольной группе проводились традиционные уроки в формате лекций и практических занятий в любом режиме, кроме интерактивного; уроки-проекты, исследования, семинары и конференции с минимальным возможным временем вхождения в интерактивный режим обучения, без применения когнитивной графики. Для разработки уроков в интерактивном режиме обучения использованы следующие темы курса «Естествознание»: глава 1 «Структура естественно-научного знания: многообразие единства» (параграфы 1, 2, 4-11, 13-14), глава 2 «Структуры мира природы: единство многообразия (параграфы 15, 16, 28, 30-33, 35, 36), глава 4 «Естественные науки и здоровье человека» (параграфы 53, 64-68).

В контрольной и экспериментальной группах с периодичностью 1 раз в неделю проводился мониторинг динамики развития УУД. Мониторинг проводился путем анализа результатов образовательной деятельности учащихся при решении учебных задач, моделирующих проблемные ситуации. Проблемные ситуации, использованные для мониторинга, были объединены общей темой: выживанием человечества в космическом пространстве. Логика развития сюжетов для проблемных ситуаций заключалась в том, что сначала ученикам предлагались темы наиболее актуальные («Глобальные проблемы человечества»), затем все более отстоящие по времени необходимости решения проблем («Спасение Земли от поглощения Солнцем, превращающимся в красный гигант»; колонизация планет Солнечной системы (терраформирование Марса, Венеры, Меркурия),

колонизация других объектов Солнечной системы; разработка и запуск космических станций; возможность выживания человечества в ситуации тепловой смерти Вселенной). Решение учебных задач, моделирующих проблемные ситуации, предполагает вариативность как самого решения, так и выбора способа решения. Поэтому ответы детей анализировались не с точки зрения соответствия эталонному ответу, а по проявлению в ответе различных видов УУД.

Цель эксперимента заключалась в том, чтобы выяснить эффективность методики реализации интерактивного режима обучения при изучении курса «Естествознание», основанной на применении когнитивной графики, а именно, возможно ли с помощью реализации данной методики достижение положительной динамики метапредметных образовательных результатов, выраженное в развитии различных видов УУД.

Критерии сформированности коммуникативных, познавательных и регулятивных УУД определены на основе перечня критериев сформированности УУД А. Г. Асмолова, Г. В. Бурменской, И. А. Володарской, О. А. Карабанова, С. В. Молчанова, Н. Г. Салмина. При этом методом экспертных оценок отобраны только те критерии, которые могут быть проявлены в формате проводимого эксперимента: в интерактивном режиме коллективного решения задач, моделирующих проблемные ситуации, в течение 30 минут, без какого-либо дополнительного тестирования или опроса.

Мониторинг проходил в 9 этапов, с временным интервалом 1 неделя. Ответ учащегося, соответствующий критериям сформированности когнитивных, коммуникативных или познавательных УУД, оценивался соответственно в 1 балл (по каждому виду УУД по-отдельности). Отсутствие ответа или ответ, не соответствующий критериям, оценивался в 0 баллов. В том случае, если в течение одного этапа мониторинга ученик повторно давал соответствующий критериям ответ, второй балл не начислялся, чтобы избежать повторного учета проявления одних и тех же видов УУД (таким образом, ученик мог заработать на одном этапе мониторинга по 1 баллу за каждый из четырех видов УУД). Далее все баллы по каждому виду УУД, полученные всеми участниками группы на одном этапе, объединялись (отдельно - в контрольной группе, отдельно - в экспериментальной). Индивидуальная оценка развития УУД учащихся не представлялась целесообразной, т.к. коллективное обучение предполагает общую работу группы и, соответственно, общую результативность (например, когда учащийся озвучивает ответ на проблемный вопрос, этот ответ является результатом коллективной интеллектуальной эстафеты: последний выступающий подводит итог общей работы и делает нецелесообразными дальнейшие ответы других учащихся).

Для статистической обработки данных нами был выбран метод анализа динамических рядов данных (их также называют хронологическими или

временными рядами). Особенностью данного вида статистики является то, что она позволяет характеризовать изменения явления во времени.

Важнейшим статистическим показателем динамики рядов данных является средний абсолютный прирост. Средний абсолютный прирост в данном эксперименте является показателем среднего изменения за 1 неделю (положительного или отрицательного) доли участников группы (контрольной или экспериментальной), чьи ответы содержали проявления искомых видов УУД. Различия в скорости прироста этого показателя между контрольной и экспериментальной группами подсчитывались с помощью стандартной формулы индекса сравнения. Индекс сравнения позволяет характеризовать различия в скорости прироста исследуемого показателя (в данном случае -скорости развития УУД).

Перед началом эксперимента все участники контрольной и экспериментальной групп прошли тестирование с целью выявления исходных различий между контрольной и экспериментальной группами (использовался тест Р. Амтхауэра) по параметрам, отражающим основные формы мышления.

Статистический анализ с помощью ^критерия Стьюдента (а=0,05) всех перечисленных показателей экспериментальной и контрольной групп не выявил существенных различий. Также исследовался ведущий канал восприятия учащихся контрольной и экспериментальной групп (аудиал, визуал, кинестетик). Статистический анализ с помощью метода X (а=0,05) также не выявил существенных различий. Таким образом, можно допустить, что возможности развития УУД участников контрольной и экспериментальной групп также не различались и изменение динамики рядов данных зависело именно от влияния исследуемого фактора (проведения уроков в интерактивном режиме обучения).

Для выявления уровня личного интереса обучающихся к урокам естествознания в интерактивном режиме обучения проведен эксперимент с целью выявления доли участников процесса интерактивного обучения, принимающих активное добровольное участие в решении учебных задач. Критерием проявления в данном случае являлось проявление добровольного желания участвовать в решении проблемных ситуаций, проявляя доброжелательность к другим участникам. Результаты обработки полученных данных, представленных на рис. 2, не позволили выявить динамики изменения уровня личного интереса участников контрольной и экспериментальной групп: в обеих группах на протяжении всего эксперимента доля учащихся, принимавших активное добровольное участие в решении учебных задач, была сравнительно высокой (в среднем 0,57±0,03 в контрольной группе и 0,52±0,03 в экспериментальной).

значения для контрольной и экспериментальной групп)

Этот результат может свидетельствовать о том, что сам по себе процесс интерактивного обучения является в достаточной степени привлекательным для учащихся и стимулирует учащихся с любым уровнем знаний и развития к участию в процессе интерактивного обучения.

При этом выявлена положительная динамика скорости развития познавательных УУД (рис. 3) и коммуникативных УУД (рис. 4): отношение среднего абсолютного прироста контрольной группы по отношению к экспериментальной составило для познавательных УУД 1,4, для коммуникативных - 1,3.

В случае регулятивных УУД (рис. 5) выявлена положительная динамика развития экспериментальной группы (средний абсолютный прирост составил 0,02) и отсутствие динамики контрольной группы. Вследствие этого расчет индекса сравнения невозможен, однако положительное влияние авторской методики наблюдается. .

Таким образом, можно сделать заключение, что реализация интерактивного режима обучения ускоряет развитие познавательных, коммуникативных и регулятивных УУД учащихся. Наибольший прирост наблюдается для познавательных УУД, в меньшей степени - для регулятивных и коммуникативных УУД.

-экспериментальная группа -контрольная группа

Порядковый номер мониторинга

Рисунок 3 - Динамика развития познавательных УУД коллектива учащихся в контрольной и экспериментальной группах.

— .-Г 11

и

С щ I I С

и & 2

Г

5. '

-экспериментальная группа -контрольная группа

Порядковый номер мониторинга

Рисунок 4 - Динамика развития коммуникативных УУД коллектива учащихся в контрольной и экспериментальной группах.

контрольной и экспериментальной группах.

Этот результат закономерно вытекает из особенностей авторской методики, в которой основным способом обеспечения интерактивного режима обучения является процесс коллективной мыследеятельности, в то время как регулятивные и коммуникативные УУД играют вспомогательную роль.

Поскольку результаты опытно-экспериментальной работы не выявили положительной динамики уровня личного интереса участников контрольной и экспериментальной групп, это актуализирует дальнейшее исследование возможностей интерактивного обучения для достижения личностных образовательных результатов.

В заключении обобщаются и систематизируются результаты исследования, формулируются основные выводы.

1. На основе анализа философской, психолого-педагогической и методической литературы установлено, что интерактивное обучение возникло одновременно с возникновением человеческой цивилизации. С течением времени оно не только не было вытеснено более современными формами обучения, но и приобрело достоверные доказательства положительного влияния на развитие познавательных процессов, умений и навыков, развитие устойчивых познавательных и социальных мотивов, развитие творческих способностей, обеспечение деятельностного подхода к обучению, создание оптимальных условий для учебно-педагогического сотрудничества благодаря трудам Ю. Ю. Гавронской, Л. К. Гейхман, В. В. Гузеева, Д. Н. Кавтарадзе, С. С. Кашлева, М. В. Кларина,

А. А. Остапенко, Г. К. Селевко, И. И. Черкасовой, Т. А. Ярковой и других исследователей. Сопоставление показателей развития познавательных, коммуникативных и регулятивных УУД, отражающих достижение метапредметных образовательных результатов, и характеристик интерактивного обучения выявляет их соответствие. Таким образом, можно утверждать, что интерактивное обучение способствует достижению метапредметных образовательных результатов. Благоприятные предпосылки реализации интерактивного обучения в интегрированном курсе «Естествознание» связаны с комплементарностью основных характеристик интерактивного обучения с целевыми установками этого курса.

2. В процессе исследования сконструированы содержание и методика реализации интерактивного обучения на основе когнитивной графики при изучении курса «Естествознание». Модель методики представлена пошаговым алгоритмом применения на практике ключевых характеристик интерактивного обучения (обеспечение постоянно действующего интерактивного режима обучения, который поддерживается организацией интеракции между участниками процесса обучения, вариативностью процесса обучения, возможностью мыследеятельности, смыслотворчества, рефлексии, а также положительным эмоциональным настроем участников и способствует улучшению результативности достижения метапредметных образовательных результатов за счет развития познавательных, регулятивных и коммуникативных универсальных учебных действий, а также поддержанию стабильно высокой мотивации учащихся к процессу обучения). Разработанная методика может быть применена к любому типу урока курса «Естествознание».

3. Констатирующий эксперимент выявил, что несмотря на то, что большинство (76,1%) учителей предметов естественнонаучного цикла готовы применять интерактивное обучение, 76,1% сами разрабатывали уроки в интерактивном режиме обучения, более половины учителей (50,7%) полагают, что реализация интерактивного обучения увеличивает время на подготовку уроков, выделяют ряд других серьезных проблем (высокие энерготраты для учителей во время проведения урока 25,4%, снижение дисциплины учащихся 19,7%, сложность точного планирования результатов 19,7% и др.). В то же время, учителя недостаточно представляют преимущества интерактивного обучения (на каждый из ответов, отражавших известные из литературы данные относительно результатов интерактивного обучения, положительно ответили от 12,7% до 50,7% учителей). 85,8% опрошенных полагают, что существует необходимость в разработке методики реализации интерактивного режима обучения, 53,5% учителей готовы применять эту методику в процессе подготовки уроков естественнонаучного цикла. Таким образом, опубликование результатов, связанных с доказательством положительного влияния интерактивного обучения на достижение метапредметных образовательных результатов, а также создание соответствующей методики способны положительно

повлиять на мотивацию учителей к реализации интерактивного обучения при изучении курса «Естествознание».

4. Результаты формирующего эксперимента доказали, что реализация интерактивного обучения в курсе «Естествознание» позволяет ускорять развитие познавательных, коммуникативных и регулятивных УУД учащихся, а следовательно, повышать эффективность процесса достижения метапредметных образовательных результатов.

Основные положения и результаты диссертационного исследования отражены в следующих публикациях автора:

1. Ибрагимова, М. В. Приемы организации интерактивного обучения при изучении естествознания и биологии / М. В. Ибрагимова // Биология в школе. - 2014. - №5. - С. 48-52 (0,53 пл.).

2. Ибрагимова, М. В. Методика конструирования интерактивных учебно-методических комплексов по курсу «Естествознание» на основе когнитивной графики / М. В. Ибрагимова // Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. - 2014. - № 164. - С. 194-201 (0,47 п.л.).

3. Ибрагимова, М. В. Исследование влияния интерактивного обучения естествознанию на развитие универсальных учебных действий учащихся / М. В. Ибрагимова // Письма в Эмиссия. Оффлайн (The Emissia.Offline Letters) (электронный журнал). - Ноябрь 2014, ART 2281. - 2014 г. - Режим доступа: URL: http://www.emissia.org/ofmne/2014/2281.htm, ISSN 1997-8588 (0,50 п.л.).

4. Ибрагимова, М. В. Применение интерактивных заданий для диагностики образовательных результатов / М. В. Ибрагимова // Урок в современной школе: Сборник научных трудов. СПб.: ЛОИРО, 2012. - Вып. 2. -С. 256-258 (0,17 п.л.).

5. Ибрагимова, М. В. О значимости применения педагогами интерактивных наглядных пособий при изучении предметов естественнонаучного цикла / М. В. Ибрагимова // Естественно-математическое образование в современной школе: Сборник научных трудов. СПб.: ЛОИРО, 2012.-Вып. 4.-С. 184-187 (0,23 п.л.).

6. Ибрагимова, М. В. Методика конструирования интерактивных учебных пособий по курсу «Естествознание» на основе когнитивной графики / М. В. Ибрагимова // Развитие педагогической науки в современной России: результаты исследований аспирантских школ. Материалы интернет-конференции. СПб.: «Свое издательство», 2013. - С. 218-220 (0,23 п.л.).

7. Ибрагимова, М. В. Интегративный потенциал интерактивных наглядных пособий по естествознанию / М. В. Ибрагимова // Интеграция как методология естественно-научного образования: монография. СПб.: СПб АППО, - 2013. - С. 151 -165 (0,87 п.л.).

8. Ибрагимова, М. В. Разработка интерактивных настольных игр естественно-научного содержания как проектная деятельность школьников /

Ибрагимова М. В. // Современный урок: диалог интегративного и предметного подходов. СПб.: СПб АППО, 2013. - С. 136-140 (0,29 п.л.).

9. Ибрагимова, М. В. Школьная научно-исследовательская работа: трудности и способы их преодоления / М. В. Ибрагимова // Современный урок: диалог интегративного и предметного подходов». СПб.: СПб АППО,

2013.-С. 155-159 (0,29 п.л.).

10. Ибрагимова, М. В. Методика использования интерактивных учебно-методических комплексов в курсе «Естествознание» как средство развития универсальных учебных действий / М. В. Ибрагимова // Естественно-математическое образование в современной школе: Сборник научных трудов. СПб.: ЛОИРО, 2014. - Вып. 5. - С. 33-36 (0,34 п.л.).

И. Ибрагимова, М. В. Методика использования интерактивных учебно-методических комплексов на занятиях по элементарному естествознанию / М. В. Ибрагимова // Сборник научных статей по материалам международной научно-практической конференции «Детский сад будущего: оценка качества в соотвтствии с ФГОС дошкольного образования» Вып. 2. СПб.: СПб АППО, 2014. - С. 249-254 (0,34 п.л.).

12. Ибрагимова, М. В. Методика реализации интерактивного режима обучения при изучении естественных наук (методические рекомендации) / М. В. Ибрагимова, Е. А. Чепортузова // Традиции и инновации в сфере дополнительного естественнонаучного образования детей: сборник материалов конкурса. Таганрог: Изд-во гос. пед. ин-та им. А. П. Чехова,

2014. - С. 76-86 (0,64 п.л. / 0,35 п.л.).

Подписано в печать 15.04.2015. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 12991b.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Типографии Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: (812) 552-77-17; 550-40-14

2012477777

2012477777