автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Обучение учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики
- Автор научной работы
- Беляева, Жанна Владимировна
- Ученая степень
- кандидата педагогических наук
- Место защиты
- Москва
- Год защиты
- 2015
- Специальность ВАК РФ
- 13.00.02
Автореферат диссертации по теме "Обучение учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики"
На правах рукописи
БЕЛЯЕВА Жанна Владимировна
Обучение учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики
13.00.02 - теория и методика обучения и воспитания (естествознание)
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук
1 5 Ш 2015
Москва - 2015
005570477
005570477
Работа выполнена
в ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» на кафедре теории и методики обучения физике
Научный руководитель: доктор педагогических наук, профессор Одинцова Наталия Игоревна
Официальные оппоненты: Демидова Марина Юрьевна,
доктор педагогических наук, ФГБНУ «Федеральный институт педагогических измерений», руководитель центра педагогических измерений
Африна Елена Ильинична,
кандидат физико-математических наук, ГБОУ Гимназия №1567, заведующий кафедрой физики и информатики, учитель физики
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
Защита диссертации состоится «21» сентября 2015 года в 17:30 на заседании диссертационного совета Д 212.154.05 на базе ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 119435, г. Москва, ул. М. Пироговская, д.29, ауд.49.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский педагогический государственный университет» по адресу: 119991, г. Москва, ул. М. Пироговская, д. 1, стр.1 и на официальном сайте университета www.mppu.edu.
Автореферат разослан « »
2015 г
Ученый секретарь
диссертационного совета
Прояненкова Лидия Алексеевна
Общая характеристика работы
Социальный заказ школе состоит в том, чтобы ее выпускники были способны ориентироваться в новых условиях, приобретать необходимые знания и умения для своей профессиональной деятельности и повседневной жизни, самостоятельно планировать и контролировать свою работу, осуществлять поиск информации и критически ее оценивать, предвидеть результаты своих действий и последствия принимаемых решений.
В рамках предметной области «Естественнонаучные предметы» (физика, биология, химия) широкие возможности для формирования таких умений предоставляют эмпирические и теоретические методы получения новых знаний — естественнонаучные методы познания.
При обучении этим методам происходит развитие интеллектуальных умений (анализ, синтез, сравнение, обобщение, умение выделять главное, делать выводы и др.), формируются такие исследовательские умения, как целеполагание, планирование деятельности, контроль выполнения плана, сопоставление результатов исследования с предвиденными, закладываются основы формирования представлений о естественнонаучной картине мира и понимания сути природных явлений и процессов.
Обучение естественнонаучным методам познания регламентировано Федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования (ФГОС ООО), который содержит следующие метапредметные требования к выпускникам основной школы: «овладение умениями формулировать гипотезы, конструировать, наблюдать, проводить эксперименты, оценивать полученные результаты; формирование умений безопасного и эффективного использования лабораторного оборудования, проведения точных измерений и адекватной оценки полученных результатов, представления научно-обоснованных аргументов своих действий, основанных на межпредметном анализе учебных задач».
Однако результаты констатирующего эксперимента, межпредметного тестирования учащихся 10-х классов г. Москвы, а также результаты международных тестирований, ЕГЭ, ГИА по биологии, химии и физике свидетельствуют о низком уровне владения естественнонаучными методами познания у российских школьников.
Проблема обучения школьников естественнонаучным методам познания затрагивалась в работах многих ученых-методистов. Наиболее полно эта проблема раскрыта в теории и методике обучения физике: общеметодологические вопросы (Н.Е. Важеевская, Г.М. Голин, В.Г. Разумовский, A.B. Усова, С.А. Шапоринский и др.), теоретические методы познания (В .В. Мултановский, Н.И. Одинцова и др.), эмпирические методы познания (Е.С. Кодикова, И.А. Крутова, Л.А. Прояненкова и др.).
В методиках обучения биологии и химии проблема обучения школьников естественнонаучным методам познания в целом не рассматривалась, но имеются отдельные работы, посвященные формированию исследовательских умений учащихся при изучении биологии (И.Д. Зверев, А.Б. Мухамбетова,
B.B. Пасечник и др.) и эмпирических методов познания при изучении химии (JI.M. Мещерякова, П.А. Оржековский, П.Б. Суртаев, М.М. Шалашова и др.).
Естественнонаучные методы познания — общие для естественных наук: физики, химии, биологии, астрономии и др. Не случайно проблема формирования этих методов у учащихся поднималась во многих работах в контексте межпредметных связей соответствующих школьных предметов. Исследования этого направления, как правило, более поздние по времени, посвящены частным методологическим вопросам и выполнены на материале двух школьных предметов: физики и химии (Д.А. Исаев,
C.И. Гильманская, P.P. Минуллин), химии и биологии (A.A. Бобров, O.A. Иванова, И.Р. Новик, Ф.Б. Окольников), физики и биологии (Л.И. Говоркова, А.И. Гурьев, В.Н. Федорова). Обучение школьников методам научного познания на материале трех предметов (биологии, химии и физики) затрагивалось только в двух диссертационных исследованиях: в связи с изучением фундаментальных естественнонаучных теорий (М.Т. Рахматуллин) и формированием фундаментальных естественнонаучных понятий (С.М. Похлебаев).
Анализ содержания этих работ показал, что, несмотря на большое внимание к методологическим вопросам школьных курсов биологии, химии, физики и реализации межпредметных связей, задача разработки методики согласованного обучения естественнонаучным методам познания на материале всей предметной области «Естественнонаучные предметы» (физика, химия, биология) ни в одном из исследований не ставилась. Отсутствуют общие подходы к обучению школьников естественнонаучным методам познания на уроках биологии, химии и физики, а также во внеурочной деятельности, не разработаны конкретные способы реализации межпредметных связей при обучении этим методам.
Таким образом, можно говорить о существовании противоречий между:
- социальным заказом школе и требованиями ФГОС ООО к результатам освоения программы основной школы, включающими методологические знания и умения, с одной стороны, и недостаточным уровнем овладения учащимися естественнонаучными методами познания, с другой;
- образовательным потенциалом биологии, химии и физики для обучения школьников естественнонаучным методам познания, с одной стороны, и отсутствием соответствующей методики согласованного обучения указанным методам на основе межпредметных связей этих трех предметов, с другой.
Необходимость разрешения указанных противоречий определяет актуальность темы исследования: «Обучение школьников естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики».
Проблема исследования заключается в поиске ответа на вопрос, какой должна быть методика обучения естественнонаучным методам познания, чтобы обеспечить более высокий уровень методологических знаний и умений
школьников по биологии, химии и физике и улучшить метапредметные результаты их обучения?
Объект исследования - процесс обучения учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на уроках физики, химии, биологии и во внеурочной деятельности.
Предмет исследования - методика обучения учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на уроках физики, химии, биологии и во внеурочной деятельности.
Гипотеза исследования состоит в предположении о том, что, если обучать учащихся 8-9-х классов естественнонаучным методам познания на основе единого подхода, поэтапно формируя общие методологические понятия (наблюдение, эксперимент, классификация, моделирование и др.) и соответствующие универсальные учебные приемы на уроках биологии, химии, физики и во внеурочной деятельности, то повысится уровень усвоения методологических знаний и умений школьников по биологии, химии и физике, а также улучшатся метапредметные результаты их обучения.
Об уровне усвоения методологических знаний и умений можно судить по выполнению тестов методологического характера и лабораторных работ, о достижении метапредметных результатов — по решению практических задач в контексте ситуаций, близких к реальным.
Цель исследования заключается в теоретическом обосновании и разработке методики обучения учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики.
Цель определила следующие задачи исследования:
1. Выявить состояние проблемы обучения школьников естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики.
2. Определить психолого-педагогические основы методики обучения школьников естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей.
3. Предложить модель методики обучения учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики.
4. Разработать методику обучения в соответствии с предложенной моделью.
5. Провести педагогический эксперимент по апробации разработанной методики и проверке гипотезы исследования.
Теоретическую основу исследования составляют:
работы психологов (Б.Г. Ананьев, E.H. Кабанова-Меллер, Ю.А. Самарин) и педагогов (М.Н. Берулава, И.Д. Зверев, A.B. Усова, В.Н. Федорова и другие) в области межпредметных связей в обучении;
исследования психологов (JT.C. Выготский, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, Н.Ф. Талызина) и педагогов (В.В. Лебедев, A.B. Хуторской) в области деятельностного подхода к обучению;
работы педагогов-методистов, посвященные обучению естественнонаучным методам познания: в области физики (C.B. Анофрикова, Н.Е. Важеевская, Г.М. Голин, В.Ф. Ефименко, С.Е.Каменецкий, В.В. Майер, В.В. Мултановский, JI.C. Недбаевская, A.A. Никитин, Н.И. Одинцова, В. А. Орлов, JI.A. Прояненкова, Н.С. Пурышева, Г.П. Стефанова, В.Г. Разумовский, Ю.А. Сауров, Н.В. Шаронова и др.), в области химии (JI.M. Мещерякова, П.А. Оржековский, М.М. Шалашова и другие), в области биологии (А.Б. Мухамбетова, В.В. Пасечник, И.Н. Пономарева и др.), в области естествознания (Е.И. Африна, Д.А. Исаев, М.Ю. Королев, Е.Б. Петрова и др.).
Для решения поставленных задач использовались такие методы и виды деятельности, как анализ психолого-педагогической литературы, нормативных документов в сфере образования, учебно-методических комплектов по биологии, химии и физике для основной школы; анализ результатов анкетирования и тестирования учащихся; изучение опыта учителей биологии, химии, физики; моделирование методики обучения школьников естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии, физики; разработка сценариев уроков и занятий естественнонаучного кружка; педагогический эксперимент (констатирующий, поисковый и обучающий), включая статистическую обработку результатов эксперимента.
Научная новизна исследования
1. Выделены методологические понятия (наблюдение, эксперимент, моделирование и классификация), формируемые в школьных курсах биологии, химии и физики, по каждому из этих понятий разработана карта темы (наглядно представленная система знаний), которая может служить ориентировочной основой для учащихся в выполнении заданий по биологии, химии, физике и заданий межпредметного характера.
2. Выделены соответствующие этим понятиям универсальные учебные приемы, по каждому приему разработаны деятельностно-смысловые схемы (таблицы, в которых кратко представлен обобщенный способ действий с примерами из биологии, химии и физики).
3. Теоретически обоснована и разработана модель методики обучения учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики, базирующаяся на теории ассоциативного мышления и технологии достижения прогнозируемых результатов обучения.
4. Согласно предложенной модели разработана методика, включающая следующие компоненты:
- цель обучения естественнонаучным методам познания, которая состоит в повышении уровня методологических знаний, умений и улучшении метапредметных результатов обучения школьников;
- способ обучения, основанный на реализации межпредметных связей биологии, химии, физики по трем направлениям: общие методологические понятия, универсальные учебные приемы и межпредметные задания;
- содержание обучения, в которое входят примеры применения общенаучных и частнонаучных методов познания на уроках биологии, химии, физики и во внеурочной деятельности;
- структуру обучения, включающую три этапа (формирования методологических знаний и умений, применения отдельных естественнонаучных методов познания в учебных исследованиях и включения отдельных естественнонаучных методов в общий цикл научного познания);
- формы обучения, которые представлены уроками межпредметного модуля, уроками-исследованиями по биологии, химии, физике, занятиями естественнонаучного кружка и проектной деятельностью;
- средства обучения, включающие дидактические материалы для учащихся по всем вышеперечисленным формам занятий и методические рекомендации для учителей биологии, химии, физики по обучению школьников естественнонаучным методам познания;
- диагностику достижения цели обучения по тестам методологического содержания, вопросам итогового зачета межпредметного модуля, срезовым работам по заполнению карт-пустографов (не полностью заполненных карт тем), выполнению лабораторных работ межпредметного характера и практических задач в контексте ситуаций, близких к реальным.
Теоретическая значимость результатов исследования состоит в том, что они вносят вклад в теорию и методику естественнонаучной подготовки школьников, а именно:
- уточнено содержание понятия «Естественнонаучные методы познания» с дидактических позиций и установлена связь этих методов с метапредметными и предметными требованиями ФГОС ООО к результатам обучения биологии, химии и физике в основной школе;
- на примере четырех естественнонаучных методов (наблюдение, эксперимент, моделирование, классификация) показано как организовать формирование общих методологических понятий и универсальных учебных приемов в рамках предметной области «Естественнонаучные предметы», используя единый подход к обучению этим методам на уроках биологии, химии, физики и во внеурочной деятельности.
Практическая значимость исследования состоит в том, что создано учебно-методическое обеспечение обучения школьников естественнонаучным методам познания, включающее:
планирование и сценарии уроков межпредметного модуля «Естественнонаучные методы познания» в основной школе;
- планирование и сценарии уроков-исследований по биологии, химии и физике в 8-9-х классах;
- программу и сценарии занятий естественнонаучного кружка для учащихся 8-9-х классов;
- задания методологического характера с примерами их выполнения для организации проектной деятельности учащихся 8-9-х классов;
- методические рекомендации учителям биологии, химии и физики по организации обучения учащихся основной школы естественнонаучным методам познания на уроках и во внеурочной деятельности;
- средства диагностики уровня методологических знаний и умений учащихся.
Применение разработанных в ходе исследования учебно-методических материалов позволяет учителям естественнонаучных предметов успешно формировать у учащихся методологические знания и умения на основе межпредметных связей биологии, химии и физики.
Исследование проводилось с 2007 по 2014 год и состояло из трех этапов.
Первый этап (2007-2009 года) был посвящен анализу проблемы и выявлению степени ее разработанности в научно-методической литературе, а также проведению констатирующего эксперимента.
Второй этап (2009-2012 года) был направлен на уточнение гипотезы исследования в ходе поискового эксперимента и создание модели методики.
На третьем этапе (2012-2014 года) проводился обучающий эксперимент, в ходе которого определялось влияние разработанной методики на уровень метапредметных результатов, методологических знаний и умений учащихся.
Степень достоверности и апробация результатов исследования
Основные положения и результаты исследования докладывались и обсуждались на следующих научных форумах: Международных научно-методических конференциях в МПГУ (г. Москва, 2011, 2012, 2013, 2014 гг.), IX Емельяновских чтениях (г. Йошкар-Ола, 2011 г.), XI Международной конференции «ФССО» (г. Волгоград, 2011 г.), Всероссийском съезде учителей физики в МГУ (г. Москва, 2011 г.), V Всероссийских Шамовских педагогических чтениях (г. Москва, 2012 г.), VI Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы научного обеспечения изучения философии и истории естествознания в современных условиях» (г. Армавир,
2012 г.), III Всероссийской межпредметной конференции «Новые образовательные программы МГУ и школьное образование» (г. Москва,
2013 г.), XXI Международной конференции «Математика. Компьютер. Образование» (г. Дубна, 2014 г.).
Результаты исследования внедрены в ГБОУ СОШ № 922, 390, 1690, ГБОУ гимназии №1530 «Школа Ломоносова» г. Москвы и ГБОУ СОШ № 3 г. Выкса Нижегородской области.
На защиту выносятся следующие положения.
1. Для достижения целей, регламентированных ФГОС ООО в рамках предметной области «Естественнонаучные предметы», необходимо в качестве единого образовательного результата (биология, химия, физика) рассматривать освоенные учащимися универсальные учебные приемы, раскрывающие
содержание таких естественнонаучных методов познания как наблюдение, эксперимент, моделирование и классификация.
2. Обучение школьников естественнонаучным методам познания необходимо организовывать по третьему типу ориентировки, то есть таким образом, чтобы учащиеся выполняли задания на применение естественнонаучных методов познания с опорой на общую для уроков биологии, химии и физики ориентировочную основу деятельности (единым образом представленные методологические понятия и универсальные учебные приемы).
3. Для формирования такой ориентировочной основы целесообразно выделить в предметной области «Естественные науки» межпредметный модуль (цикл уроков, посвященных изучению естественнонаучных методов познания с примерами из разных областей естествознания), который может проводиться на одном из трех предметов (биология, химия, физика).
4. Удобной формой представления методологических понятий являются карты темы (схемы, в которых наглядно отражена система знаний по теме), а универсальных учебных приемов — деятельностно-смысловые схемы (таблицы, содержащие обобщенный способ действий с примерами из биологии, химии и физики).
5. Для обучения школьников естественнонаучным методам познания необходимо использовать как урочные формы занятий (уроки межпредметного модуля, уроки-исследования по биологии, химии, физике), так и внеурочные формы (занятия естественнонаучного кружка, проектная деятельность), последовательно организуя три этапа: формирования методологических знаний и умений, применения отдельных естественнонаучных методов познания и включения отдельных методов в общий цикл научного познания.
Основное содержание диссертации
Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (191 наименование) и пяти приложений. Диссертация содержит 201 страницу основного текста, 33 таблицы, 2 схемы, 10 диаграмм и 6 рисунков. Общий объем составляет 232 страницы.
Во введении обосновывается актуальность, формулируются объект исследования, его предмет, цель, гипотеза, задачи и методы исследования. Раскрывается новизна, теоретическая и практическая значимость исследования, излагаются основные положения, выносимые на защиту, приводятся сведения об апробации и внедрении результатов работы, имеющихся публикациях.
В первой главе «Теоретическое обоснование модели обучения школьников естественнонаучным методам познания» проведен анализ понятия «естественнонаучные методы познания» как философской и методической категории; исследованы межпредметные связи биологии, химии и физики как условие обучения школьников этим методам, выявлено состояние проблемы исследования в практике обучения биологии, химии и физики и в методике преподавания этих предметов, определены психолого-педагогические основы
исследования; описана модель методики обучения школьников естественнонаучным методам познания.
Естественнонаучные методы познания - один из типов методов научного познания (методов получения новых научных знаний). В философии методы научного познания классифицируют по области применения и по типу знаний (см. схему 1).
Методы научного познания
ж-'
по области применения
общелогические
общенаучные
Ч
ч
анализ, теорети- эмпири- микроско-
синтез, ческие: ческие: пирование,
сравнение, классифика- наблю- электрофорез,
обобщение, ция, дение, хроматогра-
индукция, модели- экспе- фия
дедукция рование, римент, и др.
и др. идеализация, изме-
абстраги- рение
рование.
аналогия
и др.
ч
по типу знаний
ч
| | - естественнонаучные методы познания (ЕНМП)
Схема 1. Классификация методов научного познания
Естественнонаучные методы познания (далее ЕНМП) включают в себя как общенаучные, так и частнонаучные методы познания, применяемые для получения новых естественнонаучных знаний.
К общенаучным методам относят эмпирические методы познания, такие как наблюдение, эксперимент, измерение, и теоретические методы, такие как моделирование, классификация, идеализация, аналогия и другие.
К частнонаучным относят методы, которые применяются в отдельных научных областях, например, микроскопирование, рентгеновский, гибридологический метод, спектроскопия и др.
(A.A. Горелов, JI.A. Микешина, Г.И. Рузавин, Е.В. Ушаков).
ЕНМП как методическая категория отражены в работах многих педагогов-методистов по физике, химии, биологии и в нормативных документах в сфере образования. Во ФГОС ООО задачи обучения школьников ЕНМП конкретизированы в виде личностных, метапредметных и предметных результатов обучения (таблица 1).
Из таблицы 1 видно, что владение такими методами познания как наблюдение, эксперимент, классификация и моделирование входит в круг метапредметных и предметных требований к результатам обучения биологии,
ю
химии и физике в основной школе. Поэтому целесообразно сконцентрировать обучение ЕНМП на этих четырех примерах, используя межпредметные связи биологии, химии и физики.
Таблица 1. Цели обучения естественнонаучным методам познания согласно ФГОС
Личностные результаты Метапредметные результаты Предметные результаты по биологии, химии и физике
Сформированность интеллектуальных умений: анализировать, сравнивать, делать выводы, ставить цели и задачи, планировать свою деятельность Овладение составляющими исследовательской деятельности, включая умение видеть проблему, анализировать факты, выдвигать гипотезы, классифицировать, наблюдать, проводить эксперименты, объяснять полученные результаты, сопоставляя их с предвиденными. Наблюдать и описывать биологические (химические, физические) объекты и процессы, проводить биологические (химические, физические) эксперименты, сравнивать и классифицировать биологические (химические, физические) объекты и процессы,создавать модели биологических (химических, физических) объектов и процессов.
Анализ состояния исследуемой проблемы в практике работы школ показал, что уровень владения методологическими знаниями и умениями у российских школьников явно недостаточен. В ходе анкетирования в рамках констатирующего эксперимента выяснилось, что учащиеся слабо владеют ЕНМП, плохо осведомлены о таких методах познания, как моделирование и классификация, путают методы научного познания с другими понятиями. Причем ответы старшеклассников мало отличались от ответов учащихся более младшего возраста.
Результаты анкетирования показали, что только четверть опрошенных обучались методологическим умениям на уроках естественнонаучных предметов, две трети - при работе над проектом, небольшая доля опрошенных (5 %) - на занятиях естественнонаучного кружка.
Изучение состояния проблемы исследования в теории обучения показало, что среди работ, в которых затрагиваются вопросы обучения школьников ЕНМП, подавляющее большинство принадлежит методистам-физикам.
Так, обучение школьников научному методу рассматривалось в связи с формированием у них системы методологических понятий (Н.Е.Важеевская, Г.М.Голин и др.), физических знаний (В.Г. Разумовский и др.), научного мировоззрения (В.Н. Мощанский, С.А. Шапоринский, Н.В. Шаронова и др.).
Предложены методики обучения школьников отдельным теоретическим методам познания: моделированию, аналогии (С.Е. Каменецкий и др.), методам изучения научных теорий (Л.С. Недбаевская и др.), методам изучения физических взаимодействий (В.В. Мултановский и др.) и другим методам.
Разработано содержание деятельности учащихся и учителя при обучении школьников эмпирическим методам познания (Е.С. Кодикова, И.А. Крутова,
JI.A. Прояненкова и др.), теоретическим методам познания (Н.И. Одинцова), а также эмпирическим и теоретическим методам в сочетании (A.A. Никитин, В.В. Сорокин).
В методике обучения химии разработаны способы обучения научному методу, эмпирическим и теоретическим методам познания (Л.М. Мещрякова, П.А. Оржековский и др.).
В методике обучения биологии проблема формирования методологических знаний и умений разрабатывалась в связи с вопросами организации учебного исследования (И.Д. Зверев, В.В. Пасечник и др.).
Однако ни в одном из исследований задача обучения ЕНМП на материале физики, химии и биологии как специальная не ставилась.
В качестве психолого-педагогической основы разработки методики обучения школьников ЕНМП была выбрана теория ассоциативного мышления (Б.Г. Ананьев, E.H. Кабанова-Меллер, Ю.А. Самарин и др.), деятельностный подход к обучению (А.Г. Асмолов, Л.С. Выготский, П.Я. Гальперин, А.Н. Леонтьев, Н.Ф. Талызина и др.), а также основанная на этом подходе технология достижения прогнозируемых результатов обучения (В.В. Лебедев) (см. табл. 2).
Таблица 2. Психолого-педагогические основы методики обучения школьников естественнонаучным методам познания
№ Психологические теории, педагогические технологии Положения методики обучения школьников естественнонаучным методам познания
1 Теория ассоциативного мышления Для обучения школьников естественнонаучным методам познания необходимо использовать как урочные формы занятий (биология, химия, физика), так и внеурочные формы (занятия естественнонаучного кружка, проектная деятельность и др.), последовательно организуя три этапа: формирования методологических знаний и умений, применения отдельных естественнонаучных методов познания и включения отдельных методов в общий цикл научного познания.
2 Деятельностный подход к обучению Обучение школьников естественнонаучным методам познания необходимо организовывать по третьему типу ориентировки, то есть таким образом, чтобы учащиеся выполняли задания на применение естественнонаучных методов познания с опорой на общую для уроков биологии, химии и физики ориентировочную основу деятельности
3 Технология достижения прогнозируемых результатов обучения Удобной формой представления такой общей ориентировочной основы деятельности являются карты тем (методы научного познания, наблюдение, эксперимент, моделирование, классификация) и соответствующие деятельностно-смысловые схемы
С опорой на приведенные в таблице положения была разработана модель методики, состоящая из шести блоков (см. схему 2).
Цель деятельности
учителей биологии, химии и физика
Этапы достижения цели
Формы организации обучения
Средства достижения цели
Повысить у учащихся уровень сформированы ости методологических знаний и умений, а также улучшить металредаетные результаты обучения
Организация обучения по третьему типу ориентировки
Диагностика достижения цели
Реализация межпредметных связей
• оощие методологические понятия
•таив ер сальные учебные приемы
• межпредметные
задания
I этап (методологический) - формирование методологических знаний и умений
II этап — этап применения отдельных естественнонаучных методов познания в учебных исследованиях
III этап — этап включения отдельных естественнонаучных методов в общий цикл научного познания
-Уроки межпредметного модуля "Естественнонаучные методы познания"
- Уроки-исследования по биологии, химии и физике
- Занятия естественнонаучного кружка
- Проектная деятельность
Учебно-методическое обеспечение, включающее:
- планирование и сценарии уроков межпредметного модуля «Естественнонаучные методы познания»;
- планирование и сценарии уроков-исследований по биологии, химии и физике;
- программу и сценарии занятий естественнонаучного кружка;
- задания методологического характера для организации проектной деятельности учащихся;
- методические рекомендации учителям биологии, химии и физики по организации обучения школьников естественнонаучным методам познания
Тесты методологического содержания, заполнение карт-пустографов, устный зачет, лабораторные работы и задания в контексте ситуаций, близких к реальным
Схема 2. Модель методики обучения школьников естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, хнмнии физики
Согласно схеме, методика обучения школьников ЕНМП нацелена на повышение уровня их методологических знаний и умений и метапредметных результатов обучения.
Способы достижения цели предполагают организацию обучения по третьему типу ориентировки (см. табл. 2) путем реализации межпредметных связей биологии, химии и физики по трем направлениям: общие методологические понятия (наблюдение, эксперимент, моделирование и классификация), универсальные учебные приемы (проведение наблюдений, экспериментов, создание моделей и классификация изучаемых объектов) и межпредметные задания на применение этих понятий и приемов.
Обучение каждому ЕНМП (например, наблюдению) должно проходить поэтапно. На первом этапе (методологическом) учащиеся под руководством учителя актуализируют накопленный опыт проведения наблюдений, составляют карту темы «Наблюдение» и деятельностно-смысловую схему проведения наблюдений. На втором этапе с опорой на эту карту и схему учащиеся проводят наблюдения по биологии, химии и физике. На третьем этапе обучения проводят учебные исследования, элементом которых является наблюдение (этап включения отдельных ЕНМП в общий цикл научного познания).
Основными формами обучения являются уроки межпредметного модуля (цикла уроков, специально выделенного для организации методологического этапа), уроки-исследования, занятия естественнонаучного кружка и проектная деятельность.
Средства и диагностика достижения цели включают материалы как для учащихся, так и для учителя, позволяющие реализовать все этапы обучения ЕНМП на разных формах занятий и проконтролировать методологические знания и умения учащихся.
Вторая глава «Методика обучения школьников естественнонаучным методам познания на основе межпредметных связей биологии, химии и физики» включает в себя анализ учебно-методических комплектов (УМК) по биологии, химии и физике, методику проведения уроков межпредметного модуля "Естественнонаучные методы познания», уроков-исследований по биологии, химии и физике, занятий естественнонаучного кружка и проектной деятельности.
Анализ УМК для основной школы по биологии, химии и физике показал, что для целей исследования наиболее подходящими являются учебно-методические комплекты по биологии для 6-9 классов Н.И. Сонина, М.Р. Сапина, В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, по химии для 8-9 классов В.В. Еремина, A.A. Дроздова, В.В. Лунина, Н.Е. Кузнецовой и по физике для 7-9 классов Н.С. Пурышевой, Н.Е. Важеевской, В.М. Чаругина, поскольку в них выделен методологический компонент, прослеживаются межпредметные связи, достаточно примеров практических работ.
Из материала вышеперечисленных УМК были отобраны примеры применения ЕНМП (наблюдение, эксперимент, моделирование,
классификация) и составлен план обучения школьников ЕНМП для 8-9-х классов (см. фрагмент плана в таблице 3).
Таблица 3. План обучения школьников естественнонаучным методам познания на уроках биологии, химии и физики в 8-м классе
Период Предметы Темы Примеры уроков и учебных исследований
Уроки межпредметного модуля
I чет- Биология, Естественно- «Методы научного познания»,
верть химия, физика научные методы познания «Наблюдение», «Эксперимент», «Моделирование», «Классификация», Зачетный урок
Уроки-исследования
II чет- Биология Дыхание Наблюдение выделения кислорода элодеей
верть Химия Кислород Наблюдение горения кислорода
Физика Тепловые явления Наблюдение тепловых явлений при дыхании и горении
III чет- Биология Пищеварение Экспериментальное изучение действия
верть желудочного сока на белки
Химия Кислоты Экспериментальное изучение свойств соляной кислоты
Физика Электрический ток Экспериментальное изучение зависимости силы тока от напряжения в цепи
IV чет- Биология Рефлексы Моделирование головного мозга человека
верть Химия Строение атома Моделирование строения атома
Физика Агрегатные состояния Моделирование кристаллических решеток
Согласно плану, обучение ЕНМП начинается с шести уроков межпредметного модуля в первой четверти 8-го класса и продолжается на уроках-исследованиях во второй-четвертой четвертях 8-го класса и в 9-м классе.
Межпредметный модуль - это цикл уроков, посвященных изучению естественнонаучных методов познания с примерами из разных областей естествознания, который может проводиться на одном из трех предметов (биология, химия, физика).
Межпредметный модуль «Естественнонаучные методы познания» необходим для формирования методологических понятий (наблюдение, эксперимент, моделирование и классификация), а также универсальных учебных приемов (проведение наблюдений, экспериментов, создание моделей и классификация изучаемых объектов). На уроках модуля закладывается единая ориентировочная основа деятельности для всех трех предметов и всех форм занятий (уроки-исследования, занятия естественнонаучного кружка, проектная деятельность). Она представлена в виде карт тем и деятельностно-смысловых схем по пяти темам: «Методы научного познания», «Наблюдение», «Эксперимент», «Моделирование», «Классификация» (см. примеры на схеме 3 и табл. 4).
Место и время проведения межпредметного модуля в методической системе обучения ЕНМГТ определяется в соответствии с уровнем подготовки учащихся конкретного образовательного учреждения и накопленным у них опытом учебной исследовательской деятельности. Так, в отдельных школах введены пропедевтические курсы для 5-6-х классов (например, «Физика и химия» Д.А. Исаева или «Основы естественнонаучных исследований» Е.И. Африной), поэтому к 7-му классу у школьников накоплен опыт применения естественнонаучных методов познания на материале биологии, химии и физики. В этом случае целесообразно организовать межпредметный модуль на уроках физики в начале 7-го класса. В большинстве школ целесообразно проводить межпредметный модуль в начале 8-го класса на уроках биологии или химии, или физики по договоренности учителей на методобъединении, с учетом того, что на уроках биологии методологический компонент программы изучается в начале 5-го класса, на уроках физики — в начале 7-го класса, а на уроках химии — в начале 8-го класса.
Организация уроков межпредметного модуля основана на технологии достижения прогнозируемых результатов в обучении и строится по единому плану: целеполагание, работа с картой темы, работа с деятельностно-смысловой схемой, срез знаний.
В начале урока - фронтальная беседа с обсуждением конкретных примеров из опыта учащихся, накопленного в 5-7-х классах при изучении естественнонаучных предметов, и постановка целей урока с позиции учащихся («к концу урока будем знать..., будем уметь...).
Далее происходит составление карты темы (схема 3) с помощью вопросов, которые ставят сами учащиеся к центральному понятию урока (наблюдение, эксперимент и др.), записанному в центре схемы и совпадающему с названием темы. Учитель мотивирует учащихся к тому, чтобы они сами ставили вопросы относительно этого понятия (что это за метод? какие требования предъявляются к нему? какое значение имеет в научном познании? и др.) и записывает на доске те из них, которые помогают связать методологические понятия урока в единую систему. Далее учащиеся под руководством учителя сами отвечают на эти вопросы, опираясь на свой личный опыт, полученный на уроках естественнонаучных предметов, и заполняют карту темы. После этого, работая в парах, учащиеся по очереди проговаривают друг другу содержание карты темы, заглядывая в нее только в случае необходимости.
С опорой на карту темы, учащиеся под руководством учителя выстраивают деятельностно-смысловую схему (таблица 4). Схема содержит обобщенный способ действий, представленный в виде ключевых слов, и примеры выполнения каждого действия на материале разных школьных предметов.
метод, дающий первоначальные знания об объекте исследования при минимальном воздействии на него в естественных условиях
Схема 3. Карта темы «Наблюдение»
Таблица 4. Деятельностно-смысловая схема «Наблюдение»
^\Объект Действия4^ Спиртовая вытяжка чхлорофилла Клетки листа элодеи Кристаллы медного купороса
Постановка цели Выяснить спектр поглощения света хлорофиллом Выяснить влияние условий среды на процесс выделения кислорода клетками листа элодеи Выяснить влияние температуры раствора на рост кристаллов
Постановка задач 1) Пронаблюдать выделение пузырьков газа в воде клетками листа элодеи на свету; 2) Определить условия, влияющие на процесс выделения кислорода.
Разработка плана 1) Приготовить и рассмотреть микропрепарат листа элодеи; 2) Пронаблюдать выделение пузырьков газа при разной температуре и освещенности.
Оформление результата Графики зависимости количества выделяемого кислорода от температуры и от освещенности
Выделение критерия Количество кислорода пропорционально числу выделяемых пузырьков
Формулирование вывода При увеличении освещенности и температуры количество выделяемого кислорода увеличивается
Каждое действие выполняется на примере трех упражнений (первое -фронтально, второе - в парах, третье - самостоятельно). После каждого упражнения следует проверка и коррекция ответов. Карты темы и деятельностно-смысловые схемы, составленные учащимися на уроках межпредметного модуля, применяются на уроках-исследованиях и во внеурочной деятельности.
В конце каждого урока межпредметного модуля проводится среза знаний, в ходе которого учащиеся самостоятельно по памяти заполняют карту-пустограф. В конце модуля проводится зачетный урок, на котором учащиеся устно отвечают на разноуровневые вопросы методологического содержания. В каждом билете три вопроса: вопрос первого уровня, начинающийся со слов «что это», «какие виды», «как» и т.д., второго уровня - со слов «чем отличаются», «зачем», «почему» и т.п., третьего уровня со слов - «предложите способ», «как вы считаете», «объясните» и др. Перейти к вопросу следующего уровня учащийся может только при условии правильного ответа на вопрос предыдущего уровня. Вопросы для зачета учащиеся получают перед изучением модуля.
Уроки-исследования по биологии, химии и физике (таблица 3) проводятся во второй-четвертой четвертях 8-го класса (9 уроков) и в 9-ом классе (12 уроков). В течение года эти уроки сгруппированы по методам: вторая четверть - наблюдение, третья - эксперимент и т.д.
На уроках учащиеся делятся на группы, каждая группа получает задание, которое выполняется в ходе учебного исследования с применением отдельных ЕНМП. Пример задания приведен ниже.
Пример задания к уроку-исследованию по химии «Определение жесткости воды»
1. Рассмотрите выданное оборудование (емкости с водопроводной и минеральной водой, стакан с раствором мыльной воды, мерный стакан, пробирки, пипетка).
2. Предположите, какая вода обладает большей жесткостью: водопроводная или минеральная?
3. Разработайте методику исследования для определения жесткости воды каждого образца с помощью выданного оборудования.
4. Оформите результаты и разработайте рекомендации по использованию каждого исследованного образца воды, сравнив его жесткость с нормами СанПин.
При выполнении такого рода заданий учащиеся используют имеющиеся у них карты тем наблюдения, эксперимента, моделирования и классификации, в которых в удобном для них виде представлены требования, предъявляемые к каждому методу. Учащиеся применяют деятельностно-смысловые схемы при оформлении работы, представляя результаты своих исследований в виде таблиц. В процессе заполнения деятельностно-смысловой схемы учащиеся фиксируют элементы новых полученных знаний и одновременно осваивают универсальные учебные приемы, конкретизируя их в контексте новых ситуаций.
Обучение ЕНМП на уроках сопровождается внеурочными формами деятельности: занятиями естественнонаучного кружка и проектной деятельностью.
На занятиях естественнонаучного кружка применяются наблюдения, эксперименты, моделирование и классификация при изучении объектов за рамками школьной программы, а также происходит обучение школьников другим общенаучным методам (идеализация, абстрагирование, аналогия, мониторинг, индукция, дедукция и др.) и частнонаучным методам (микроскопирование, радиоизотопный, гибридологический метод и др.). Занятия организуются по следующему плану: целеполагание, составление карты темы, работа с деятельностно-смысловой схемой при выполнении тренировочных упражнений, проведение учебных исследований с применением данного метода. Разработанная программа кружка состоит из семи модулей («Методы познания. Метод наблюдения», «Применение эксперимента в исследованиях», «Моделирование как метод научного познания», «Классификация и другие теоретические методы познания», «Мониторинг и его значение в исследованиях», «Частнонаучные методы познания», «Научный метод в естествознании»), она рассчитана на два года и предназначена для
19
обучения ЕНМП учащихся 8-9-х классов, проявляющих повышенный интерес к естествознанию
В ходе проектной деятельности происходит включение отдельных ЕНМП в общий цикл научного познания. В первой четверти 8-го класса учащиеся работают над групповым проектом. Работа над индивидуальными проектами организована во второй-четвертой четвертях 8-го класса и в 9-ом классе.
Для самостоятельного выполнения учащимися естественнонаучных проектов соискателем разработано пособие «Учимся быть учеными», в котором представлены задания методологического характера с примерами их выполнения. Учитель выступает в роли координатора, встречаясь с авторами проектов раз в неделю, проверяя правильность выполнения заданий и обсуждая каждый этап исследования. В конце 8-го и в конце 9-го классов учащиеся под руководством учителя, создают компьютерные презентации, оформляют тезисы работ и защищают проекты на ученической конференции.
Ниже приведены примеры тем проектов, выполненных учащимися.
Примеры тем проектов
1. Методы определения канцерогенной опасности некоторых веществ
2. Измерение радиационного фона районов Сокольники и Вешняки
3. Моделирование бинаурального эффекта
4. Изучение модели катаракты
5. Моделирование процесса пищеварения
6. Биоиндикация и биотестирование Сокольнических прудов
7. Моделирование экосистемы при колонизации Марса
8. Определение состава белков с помощью метода хроматографии
9. Обнаружение генов с помощью метода полимеразно-цепной реакции
10. Использование гибридологического метода при скрещивании лилий
Таким образом, методика обучения ЕНМП предполагает использование единой ориентировочной основы (карты темы и деятельностно-смысловые схемы по четырем ЕНМП - наблюдение, эксперимент, моделирование, классификация) на разных формах занятий: уроках межпредметного модуля, уроках-исследованиях по биологии, химии и физике, занятиях естественнонаучного кружка и в проектной деятельности.
В третьей главе «Педагогический эксперимент» приводится описание основных этапов педагогического эксперимента (таблица 5).
Констатирующий этап эксперимента (2007-2009 гг.), результаты которого были описаны выше, состоял из анкетирования и тестирования учащихся.
Целью проведения поискового этапа (2009-2012 гг.) являлась разработка и коррекция методики обучения школьников ЕНМП. На этом этапе эксперимента соискателем проводились беседы с учителями-участниками эксперимента, тестирование учащихся, были сконструированы уроки-исследования, спланированы темы занятий естественнонаучного кружка, разработан межпредметный модуль, апробирована программа естественнонаучного кружка, а также созданы практическое пособие для
20
учащихся по организации проектной деятельности и методическое пособие для учителей биологии, химии и физики.
Таблица 5. Общая характеристика педагогического эксперимента
Название этапа Годы Экспериментальная база Число участников
Констатирующий 20072009 гг. ГБОУ СОШ №1690, ГБОУ СОШ №390, ГБОУ СОШ №922; ГБОУ гимназия №1530 «Школа Ломоносова» г. Москвы и др. (всего 53 школы г. Москвы) 556 учащихся 6-11 классов
Поисковый 20092012 гг. ГБОУ СОШ №1690, ГБОУ СОШ №390, ГБОУ СОШ №922; ГБОУ гимназия №1530 «Школа Ломоносова» г. Москвы; ГБОУ СОШ №3 г. Выкса Нижегородской области 1374 ученика 7-10 классов, 8 учителей
Обучающий 20122014 гг. ГБОУ СОШ №390, ГБОУ СОШ №1690; ГБОУ СОШ №922, ГБОУ гимназия №1530 «Школа Ломоносова» 422 ученика 8-9 классов, 6 учителей
На этом этапе педагогического эксперимента была уточнена гипотеза исследования о том, что если обучать учащихся 8-9-х классов ЕНМП в соответствии с предложенной методикой, то повысится уровень усвоения методологических знаний и умений школьников по биологии, химии и физике, а также улучшатся метапредметные результаты их обучения.
Для проверки гипотезы был проведен обучающий эксперимент (2012-2014 гг.). В нем принимали участие 6 учителей биологии, химии и физики и 422 ученика 8-9 классов (экспериментальная группа - 102 ученика 8-го класса и 101 ученик 9-го класса; контрольная группа — 105 учеников 8-го класса и 114 учеников 9-го класса).
Начальный уровень владения ЕНМП учащихся обеих групп оценивался с помощью входной диагностической работы, состоящей из теста методологического содержания и лабораторной работы.
Обучение учащихся экспериментальной группы 8-9-х классов происходило на уроках межпредметного модуля, уроках-исследованиях, занятиях кружка и в проектной деятельности. Учащиеся контрольной группы, обучались ЕНМП по традиционной методике, которая включает методологические компоненты программ по биологии, химии и физике, при изучении которых происходит знакомство с методами научного познания, а также лабораторные работы по биологии, химии, физике, занятия естественнонаучного кружка и проектную деятельность.
Уровень усвоения методологических знаний и умений определялся по среднему баллу, полученному школьниками за задания срезовых работ на каждом уроке межпредметного модуля (заполнение карт-пустографов), за разноуровневый устный зачет и за лабораторную работу: 1 балл - низкий
уровень (не умеют организовывать ЕНМП), 2 балла — средний (умеют с помощью учителя), 3 балла - высокий уровень (умеют самостоятельно).
Примеры вопросов для разноуровневого зачета приводятся ниже (к следующему уровню ученик переходит только после правильного выполнения задания предыдущего уровня).
Примеры заданий разноуровнего зачета
1. Задание первого уровня: Дайте определения понятиям: наблюдение, эксперимент, моделирование, классификация.
2. Задание второго уровня: Чем отличается наблюдение от эксперимента?
3. Задание третьего уровня: Составьте план для экспериментального распознавания трех веществ: мела, соды и гипса.
С помощью лабораторных работ межпредметного содержания проверялись методологические умения учащихся обеих групп (критерии оценивания указаны выше). Всего проводилось 8 лабораторных работ межпредметного содержания (по четыре в экспериментальных группах 8-го и 9-го классов).
Итоговая лабораторная работа, задание которой приводится ниже, выполнялась учащимися 8-9-х классов контрольной и экспериментальной групп.
Пример задания лабораторной работы
1. Возьмите человеческий волос и изучите его строение под микроскопом. Зарисуйте строение волоса под микроскопом.
2. Намочите волос в воде и снова рассмотрите его строение под микроскопом. Что изменилось?
3. Создайте модель психрометра с помощью картона и ножниц.
4. Нанесите деления на шкалу психрометра, измерив сначала длину сухого волоса, а затем смоченного водой (влажность воздуха в кабинете примите за 20%).
Соотношение результатов обучающего эксперимента по уровню усвоения методологических знаний и умений в контрольной и экспериментальной группах представлено на диаграмме 3.
Диаграмма 3. Результаты обучающего эксперимента (уровни усвоения методологических знаний и умений)
8 класс Экспериментальная группа
8 класс Контрольная группа
100
о
100
о
Э1 эи
50
51
До
До
После
■ Нты 1н уровень □ Средний уровень
■ Высокий ур овень
■ Нтьзш ур ов ень □ < 1'р едш ш ур ов ень
■ В ыс оы ш ур ов ень
Диаграмма 3 (продолжение)
9 класс 9 класс
Экспериментальная группа Контрольная группа
100 ^¿Ш 100 ^И6 ^26
0 До После До После
■ Н1 гшшур овень □ Ср едш ш ур ов ень ■ Ш ш п I ур ов ень □ С 'р едга й ур ов ень
■ В ыс ою ш ур ов ень ■ Высокий уровень
Из диаграммы видно, что этот уровень существенно повысился к концу обучения у учащихся экспериментальных групп. В контрольных группах он практически остался прежним.
Метапредметные результаты обучения оценивались по выполнению заданий в контексте ситуаций, близких к реальным (по проценту учащихся, справившихся с заданиями). Были использованы задания и критерии оценки, разработанные Московским центром качества образования для проверки достижения метапредметных результатов учащихся основной школы. Примеры такого рода заданий приведены ниже.
Примеры заданий на проверку метапредметных результатов обучения
1. В автомобильных аккумуляторах электрическая энергия вырабатывается в результате процессов, протекающих между свинцом и его соединениями в растворе серной кислоты. В аккумуляторе для получения электроэнергии используется
а) кинетическая энергия движущихся заряженных частиц (ионов и электронов);
б) химическая энергия, выделяющаяся в результате окислительных процессов;
в) тепловая энергия работающего двигателя автомобиля;
г) внутренняя энергия взаимодействия молекул топлива с кислородом.
2. В справочнике по физиологии человека Мария прочитала, что в мышечных клетках человека происходит окисление углеводов. При этом «коэффициент полезного действия» мышц составляет только 30%. Объясните, какое преобразование энергии происходит в мышечных клетках.
Хотя задания напрямую не были связаны с ЕНМП, результаты учащихся также оказались лучше в экспериментальной группе, чем в контрольной (диаграмма 4). Это можно объяснить тем, что предлагаемая методика создает условия для комплексного применения знаний из разных естественнонаучных предметов к решению поставленных задач.
Результаты опроса учащихся, проведенного в конце обучающего эксперимента показали, что проект на естественнонаучную тему собирается писать гораздо больше учащихся экспериментальной группы, чем контрольной (диаграмма 5). Исходя из этого можно предположить, что предлагаемая методика способствует развитию интереса школьников к естествознанию и исследовательской деятельности.
Диаграмма 4. Результаты обучающего эксперимента (метапредметные результаты)
Диаграмма 5. Результаты обучающего эксперимента (выбор естественнонаучных проектов)
Ш экспериментальная группа ■ контрольная группа
8 класс 9 класс
Шэкспериментальная группа ■ контрольная группа
Таким образом, обучение ЕНМП по разработанной методике способствует повышению уровня методологических знаний и умений учащихся и достижению метапредметных результатов, регламентированных ФГОС ООО.
В целом результаты педагогического эксперимента позволяют сделать вывод о том, что гипотеза исследования подтвердилась.
В заключении сформулированы результаты и выводы, полученные в ходе проведенного исследования.
В приложениях приведены дополнительные материалы, не вошедшие в основную часть диссертации: примеры деятельностно-смысловых схем и карт-пустографов, пример урока межпредметного модуля, пример урока-исследования, программа и пример занятия естественнонаучного кружка и некоторые результаты педагогического эксперимента.
Основные результаты и выводы исследования
1. На основе анализа научной, учебно-методической, учебной литературы, констатирующего эксперимента, результатов межпредметного тестирования московских школьников, ЕГЭ, ГИА по биологии, химии, физике и международных исследований достижений учащихся, установлено, что методологические знания и умения российских школьников находятся на недостаточном уровне. Конкретизированы ЕНМП, которым необходимо обучать школьников для достижения метапредметных и предметных результатов по биологии, химии и физике.
2. Обосновано, что для достижения цели исследования необходимо организовать обучение ЕНМП на основе деятельностного подхода по третьему типу ориентировки, используя межпредметные связи биологии, химии и физики по следующим направлениям: общие методологические понятия, универсальные учебные приемы и межпредметные задания.
3. Выделены этапы обучения школьников ЕНМП: этап формирования методологических знаний и умений (методологический), этап применения отдельных ЕНМП в учебных исследованиях, этап включения отдельных ЕНМП в общий цикл научного познания.
4. Предложена модель методики обучения учащихся ЕНМП на основе межпредметных связей биологии, химии и физики, направленная на
24
формирование методологических знаний и умений школьников и улучшение их метапредметных результатов, включающая в себя поэтапное обучение на уроках межпредметного модуля, уроках-исследованиях по биологии, химии, физике, занятиях естественнонаучного кружка и в проектной деятельности с использованием единой системы представления ЕНМП (карты тем и деятельностно-смысловые схемы).
5. Разработана методика обучения согласно предложенной модели.
6. Доказано, согласно гипотезе исследования, что методика обучения учащихся основной школы ЕНМП на основе межпредметных связей биологии, химии и физики способствует повышению уровня методологических знаний и умений и улучшению их метапредметных результатов.
Таким образом, можно считать, что цель исследования достигнута, все поставленные задачи решены.
Основное содержание диссертационного исследования отражено в семнадцати публикациях общим объемом 13,84 п.л. (авторских - 13,34 п.л.):
I. Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки Российской Федерации
1. Беляева, Ж.В. Обучение школьников естественнонаучным методам познания в ходе работы над межпредметными проектами / Ж.В. Беляева // Физика в школе. - 2011. - № 8. - С.22-27 (0,38 п.л.).
2. Беляева, Ж.В. Урок на тему «Фотосинтез» в 9 классе / Ж.В. Беляева // Биология в школе. - 2012. -№ 6. - С.41-46 (0,44 п.л).
3. Беляева, Ж.В. Естественнонаучные проекты: система работы «преподаватель-магистрант-учитель-ученик» / Н.И. Одинцова, Е.В. Старцева, Ж.В. Беляева // Физика в школе. - 2012. - № 3. - С.9-12 (0,75 п.л., авт.— 0,25 п.л.).
II. Учебно-методические пособия
4. Беляева, Ж.В. Основы генетики: структуризация содержания и процесса обучения в рамках реализации ФГОС: сборник работ. Том II. — М.:АПКиППРО, 2012 - С. 232-267 (2,2 п.л.).
5. Беляева, Ж.В. Обучение школьников естественнонаучным методам познания: методическое пособие для учителей биологии, химии и физики общеобразовательных учреждений, гимназий и лицеев / Ж.В. Беляева - М.: МПГУ, 2013. -64 с. (5,1 пл.).
6. Беляева, Ж.В. Учимся быть учеными: пособие по биологии, химии и физике для учащихся 8-9 классов общеобразовательных учреждений / Ж.В. Беляева - М.: МПГУ, 2014.-48 с. (3,0 пл.).
7. Беляева, Ж.В. Учимся быть учеными / Беляева Ж.В. // Физика в школе (электронное периодическое издание). — 2014. - №2.
III. Статьи в материалах научно-практических конференций
8. Беляева, Ж.В. Проблема необходимости обучения школьников естественнонаучным методам познания в процессе их исследовательской деятельности на основе межпредметных связей / Беляева Ж.В. // Материалы X Международной научно-методической конференции «Физическое образование:
проблемы и перспективы развития». — Москва: МПГУ, Издатель Карпов Е.В., 2011.-С.156-159 (0,2 п.л.).
9. Беляева, Ж.В. Обучение школьников методу наблюдения в процессе их исследовательской деятельности / Беляева Ж.В. // Материалы XI Международной конференции «Физика в системе современного образования». - Волгоград: Изд-во ВГСПУ «Перемена», 2011. - С.22-24 (0,17 п.л.).
10. Беляева, Ж.В. Обучение школьников естественнонаучным методам познания на интегрированных уроках-исследованиях / Беляева Ж.В. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции IX Емельяновские чтения. - Йошкар-Ола: МГУ, 2011. - С. 18-20 (0,17 п.л.).
П.Беляева, Ж.В. Организация исследовательской деятельности школьников по изучению физических процессов биологических систем/ Беляева Ж.В. // Материалы сборника трудов докладов Всероссийского Съезда учителей физики. - Москва: МГУ, 2011. - С.359-361 (0,2 п.л.).
12. Беляева, Ж.В. Методологические знания и умения учащихся московских школ / Беляева Ж.В. // Материалы VI Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы научного обеспечения изучения философии и истории естествознания в современных условиях». - Армавир: РИО АГПА, 2012. - С. 10-15 (0,3 п.л.).
13. Беляева, Ж.В. Методологические знания и умения в системе метапредметных целей основного общего образования / Беляева Ж.В. // Материалы XII Международной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». - Москва: МПГУ, ООО «САМ Полиграфист», 2013. - С.260-264 (0,23 п.л.).
14. Беляева, Ж.В. Методологические знания и умения учащихся и их готовность к исследовательской деятельности школьного образования / Беляева Ж.В. // МГУ, Материалы третьей научно-методической конференции «Новые образовательные программы МГУ и школьное образование» по естественнонаучным дисциплинам. — Москва, 2013. - С.252-253 (0,2 п.л.).
15. Беляева, Ж.В. Модель методики обучения школьников естественнонаучным методам познания в их исследовательской деятельности / Беляева Ж.В. // Материалы XIII Международной конференции «Физическое образование: проблемы и перспективы развития». - Москва: МПГУ, ООО «САМ Полиграфист», 2014. - С.260-264 (0,3 п.л.).
16. Беляева, Ж.В. Обучение школьников естественнонаучным методам познания с применением технологии прогнозируемых результатов / Беляева Ж.В. // ХХ1-ая Международная конференция «Математика. Компьютер. Образование».- Дубна, 2014. - С.253 (0,1 п.л.).
17. Беляева, Ж.В. Модель методики обучения школьников естественнонаучным методам познания на материале школьных курсов биологии, химии и физики / Беляева Ж.В. // ХШ-я Международная конференция «Современный физический практикум». - Новосибирск, 2014. -С.26-27 (0,1 п.л.).
Заказ № 23-Р/07/2015 Подписано в печать 08.07.15 Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,2
ООО "Цифровичок", Москва, Большой Чудов пер., д.5 " тел. (495)649-83-30
www.cfr.ru; e-mail: zakpark@cfr.ru