Integral cognitive tasks as a means of schoolchildren’s meta-subject competences development and evaluation

Full Text

Реформирование системы образования на современном этапе предполагает пересмотр целей обучения и способов их реализации. Наряду с системным, деятельностным и личностно-ориентированным, компетентностный подход остается важным направлением модернизации содержания и технологий преподавания предметов естественнонаучного цикла [1, с. 56–61], позволяя формировать способность учащихся применять знания и приобретенные умения в незнакомых ситуациях, в новых условиях, выстраивать коммуникацию с другими людьми. Исследователи характеризуют компетентностный подход как: совокупность общих принципов определения целей образования, отбора его содержания, организации образовательного процесса и оценки его результатов [2, с. 3]; ориентацию на цели образования: обучаемость, самоопределение, социализацию и развитие индивидуальности [3, с. 25]; метод моделирования целей и отражение результата образования как готовности учащегося к осуществлению той или иной деятельности [4, с. 10]; обновление содержания образования в ответ на изменяющуюся социально-экономическую реальность [5, с. 26]. При компетентностном подходе важны не информированность в какой-либо области знания, а умение обучающегося решать проблемные ситуации в познании и объяснении действительности, в практической жизни.

Центральные категории компетентностного подхода – «компетентность» и «компетенция» [6–9]. Компетентность: включает содержательный (знание) и процессуальный (умение) компоненты, служит связующим звеном между знаниями, умениями и навыками [10]; помимо когнитивной и операционально-технологической включает мотивационную, этическую, социальную и поведенческую составляющие [2, с. 25]. Она рассматривается как комплексная характеристика учащегося, «его внутренние ресурсы (способности, психологические особенности, ценности, предыдущий опыт, не являющийся результатом педагогических воздействий) и качество подготовки…» [11, с. 26]; способность привлекать полученные знания, умения, опыт и способы поведения в условиях конкретной деятельности, конкретной ситуации [12, с. 9]; конечный результат образования в значении «способен и знаю, как действовать» в отличие от «знаю, что» [13, с. 28]. На наш взгляд, более емкую характеристику данного понятия дает А.Н. Лямин, который рассматривает компетентность как интегральное качество обучающегося, «характеризующее его готовность решать различные образовательные задачи в постоянно изменяющихся условиях, используя свои знания, опыт и духовные ценности» [14, с. 46].

Важно отметить, что в понятии «компетентность» исследователями акцент делается как на составляющие деятельности учащегося, так и на характеристику его личностных качеств, его «продвижение и развитие в процессе усвоения определенного социального опыта» [10]. Компетентности имеют метапредметный характер, дают возможность осуществления взаимосвязи обучения с жизнью и реализации личностных смыслов школьника, но только в практической деятельности, в проблемном, исследовательском поле. Это необходимо учитывать при разработке и применении современных средств обучения.

В психолого-педагогических исследованиях понятие «компетенция» определяется как: заранее заданное социальное требование к образовательной подготовке ученика, необходимое для его эффективной продуктивной деятельности в определенной сфере [9]; сочетание теоретического знания, понимания (осмысление приобретенных знаний, умений, их связей) и способности действовать (практическое и оперативное применение знаний, опыта к конкретным ситуациям) [11, с. 26–27]; способность применять знания, умения и личностные качества для успешной деятельности [15]; обобщенные способы действий, обеспечивающие продуктивное выполнение деятельности, способности человека реализовать на практике свою компетентность [2, с. 27].

Компетентностный подход, меняя целеполагание, выдвигает задачу изменения в системе оценивания результатов обучения. Вопрос разработки показателей компетенций является достаточно сложным, т.к. компетенции формируются и проявляются только в деятельности. Анализ научно-педагогической литературы [16; 17, с. 5–6] и практики обучения свидетельствует о том, что педагоги, осознавая значимость и необходимость формирования метапредметных компетенций школьников, испытывают затруднения в определении их содержания, организации процесса обучения, направленного на достижение метапредметных результатов. Целью нашего исследования является поиск эффективных дидактических средств формирования и оценивания метапредметных компетенций школьников при обучении химии в основной школе.

Образовательный стандарт, задавая параметры оценки уровня сформированности метапредметных компетенций школьников, определяет требования к метапредметным результатам обучения, перенося акцент с усвоения обязательного минимума содержания образования на овладение метапредметными умениями.

Метапредметные результаты обучения играют инструментальную роль, поэтому требуется такая организация процесса обучения, при которой усвоение компонентов содержания, межпредметных понятий и формирование метапредметных умений (универсальных учебных действий) сопровождается развитием личности школьников.

К группам метапредметных умений, формируемым при обучении химии в школе, могут быть отнесены информационная деятельность, познавательная, коммуникативная и деятельность по решению проблем [17].

Информационная деятельность: работа с текстом (умение выделять главную мысль текста, формулировать основные положения, вопросы, выводы к тексту; представлять текст в сжатой словесной форме – план, тезисы и наглядно-символической – таблицы, схемы, опорные конспекты); обработка информации (умение систематизировать, сравнивать, анализировать и оценивать информацию; формировать систему аргументов на основе анализа различных источников, преобразовывать информацию из одной формы в другую); рефлексия содержания информации (умение формулировать свою точку зрения на основе полученной информации).

Познавательная деятельность по отношению к объектам, понятиям, явлениям: универсальные логические умения (анализировать и синтезировать; устанавливать причинно-следственные связи; классифицировать и систематизировать; сопоставлять, сравнивать, выделять существенные признаки).

Коммуникативная деятельность: составление письменного текста в соответствии с поставленной целью (умения выбирать тип и структуру текста, вид изложения в соответствии с целью коммуникации); умение излагать информацию, интерпретируя ее в контексте решаемой задачи, осуществление межличностного общения, кооперации в различных сферах деятельности.

Деятельность по решению проблем: решение познавательных проблем (умение определять и формулировать проблему, высказывать гипотезы, определять пути их проверки); умение применять основные методы познания – наблюдение, измерение, эксперимент (мысленный или реальный), формулировать выводы на основании полученных результатов; моделирование объектов и процессов (умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, схемы для решения учебных и познавательных задач; умение представлять строение, структуру, свойства, функции объектов, протекание процессов в виде материальных, аналоговых или знаковых моделей).

Как показал анализ исследований (М.С. Пак, В.П. Гаркунов, А.Н. Лямин, Н.Е. Кузнецова, М.А. Шаталов) [17–21], достижение метапредметных результатов успешно реализуется в условиях проблемно-деятельностного обучения, применения познавательных, интегративных заданий различного типа, создания и применения в ходе обучения нестандартных развивающих проблемных ситуаций.

В рамках нашего исследования мы рассматриваем возможность формирования метапредметных компетенций школьников посредством интегральных познавательных заданий.

Интегральное познавательное учебное задание – задание, выполнение которого предусматривает поиск новых системных знаний, интегрированных умений (способов), стимулирует применение в учении интеграционных процессов (связей, синтеза), воспитание индивидуально-ценностных смыслов и ценностей учения (интегральный стиль мышления) [16, с. 2].

Системные знания – упорядоченный комплекс знаний об объекте, формирующийся на основании содержательно-логических и структурно-функциональных связей. К интегрированным относятся метапредметные (общеучебные) умения, позволяющие комплексно и системно решать учебные проблемы и задачи. Интегративность заданий определяется природой проблемного обучения; проблемная ситуация порождает определенное противоречие, которое требует разрешения, что невозможно без аналитико-синтетической деятельности учащегося. Центральным элементом интегрального познавательного задания выступает ситуация интеллектуального затруднения, когда школьники осознают недостаточность имеющихся знаний для объяснения нового факта, явления; невозможность выполнить действие прежними способами и необходимость найти новые; сталкиваются с противоречием между практически достигнутым результатом и отсутствием теоретического обоснования.

В рассматриваемую группу средств формирования метапредметных компетенций мы включаем задания, выполнение которых требует применения операций сравнения, сопоставления, обобщения, переноса, соотнесения, анализа фактов и явлений, относящихся к различным группам наук. При моделировании интегральных познавательных заданий применяются такие приемы, как: побуждение учащихся к объяснению противоречивых явлений, фактов, нахождения точек соприкосновения; использование жизненных ситуаций, личного опыта учащихся; побуждение к анализу фактов и явлений действительности, которые вызывают противоречие между наличным опытом школьников и научными интерпретациями этих фактов и т.д. Привлечение межпредметного содержания, фрагментов литературных произведений, сообщений средств массовой информации, исторического, регионального материала, описание ситуаций, которые могут возникать в обыденной жизни и имеют личностную значимость, – все это обеспечивает не только познавательный характер заданий, но и играет стимуляционно-мотивирующую роль, позволяя обретать школьникам индивидуально-ценностные смыслы и формировать интегральный стиль мышления.

Интегральные познавательные задания классифицируют по следующим признакам [16, с. 7–9]:

– по характеру интеграционных процессов выделяют задания: требующие в процессе решения использования системных знаний; содержащие интегративную информацию; позволяющие получать новые системные знания и овладевать метапредметными умениями;

– по реализации в уроках разного типа и на разных этапах учебного занятия различают задания, используемые для: актуализации, формирования новых, обобщения системных знаний и закрепления метапредметных умений;

– по использованию практических экспериментальных действий выделяют задания, требующие: теоретического обоснования результатов; применения метапредметных умений при организации и проведении химического эксперимента.

При отборе содержания рассматриваемых заданий необходимо учитывать формируемые метапредметные компетенции, образовательные цели и этапы процесса обучения, на которых применяются задания, а также их значение для активизации учебно-познавательной деятельности школьников. Сложность интегральных познавательных заданий определяется уровнем сформированности у учащихся системных знаний и интегрированных метапредметных умений. Представленные в статье задания содержат интегративную информацию, в ходе их решения школьники получают новые системные знания и овладевают метапредметными умениями, эти задания могут применяться на разных этапах урока.

Задание 1. В древности жители Юго-Восточной Азии часто находили непрозрачные сероватые, очень твердые камни, которые получили название «корундам», а в современной минералогии – корунды. Среди корундов встречаются прозрачные красные камни – рубины, прозрачные синие камни – сапфиры. На Руси рубины и сапфиры были известны как «яхонты».

Родиной этих камней-самоцветов может быть и север нашей страны, об этом писал еще М.В. Ломоносов. В 1805 г. русский минералог В.М. Севергин рассказал о красных рубинах и вишневых гранатах-альмандинах, в изобилии собираемых по берегам Ладожского озера. Крупнейший знаток драгоценных камней, российский геохимик и минералог А.Е. Ферсман так описывал их в своей книге «Рассказы о самоцветах»: «…все шире раскрываются месторождения красных камней среди серой, чуждой ярких красок северной природы…».

Сегодня к сапфирам относят желтые, лиловые, зеленые, оранжевые и бесцветные корунды. Наравне с бриллиантом и изумрудом, рубин и сапфир удерживают ведущее положение в мире драгоценностей. В Алмазном фонде Московского Кремля хранится сапфир массой 258,18 карат, кроме изумительного сиренево-синего цвета камень замечателен своей обработкой и огранкой.

Вопросы:

1. Какой химический состав имеет корунд и его разновидности? К какому классу химических соединений их можно отнести?

2. Чем можно объяснить различный цвет рубина, сапфира?

3. Рассчитайте массовые доли элементов, входящих в состав сапфира, хранящегося в Алмазном фонде (примесями можно пренебречь).

4. Гранаты-альмандины – красные самоцветы, но они не относятся к корундам. А каков их химический состав? К какому классу химических соединений их можно отнести?

5. Можно ли получить искусственные рубины? Где они находят применение?

Задание 2. Как известно, в Средние века алхимики пытались сделать из ртути золото, из железного колчедана выжечь серу, добыть философский камень. Алхимики должны были бы признать, что их самые смелые мечты претворены в жизнь, если бы их привели в лаборатории и на заводы, «показали бы зеленую радиевую руду и полученную из нее щепотку «вечно» светящейся и нагретой соли радия; … как из белой соли глинозема получаются прекрасные кристаллы алого яхонта-рубина или легкий серебристый металл алюминий, а из желтых колчеданов извлекается чудодейственный селен…» (А.Е. Ферсман «Занимательная минералогия»).

Вопросы:

1. Какие металлы можно получить описанными А.Е. Ферсманом способами?

2. Как называются эти способы получения металлов?

3. Какие металлы относят к черным, какие к цветным?

4. Назовите минералы Кольского полуострова, которые являются сырьем для производства черных и цветных металлов.

5. Назовите металлургические предприятия Мурманской области. Какие металлы на них производят?

6. Напишите уравнения химических процессов, которые лежат в основе получения металлов в промышленности, укажите условия их проведения.

Приведем пример применения интегральных познавательных заданий для оценки сформированности метапредметных умений, входящих в систему метапредметных результатов обучения химии. При разработке критериев оценки метапредметных результатов и диагностического инструментария мы опирались на подход, предложенный А.А. Журиным и Н.А. Заграничной [17, с. 115–120].

Задание 3. Как известно, после Бородинского сражения (26.08.1812 г.) главнокомандующий русской армией генерал-фельдмаршал М.И. Кутузов принял очень нелегкое решение сжечь Москву: «Мы оставим Москву, но спасем армию, а значит, и всю Россию». Москва горела шесть дней. Погибло три четверти построек. Пожар уничтожил и Монетный двор. Впоследствии при разборке пожарища были обнаружены медные монеты, покрытые черным налетом. Монеты промыли, но налет остался (автор И.П. Фефилова).

Вопросы:

1. 1. Сопоставьте известные вам сведения о химических свойствах металлов с текстом задачи. Назовите предполагаемую причину образования черного налета на медных монетах.

Причина образования черного налета на медных монетах _______.

1. 2. Опишите протекающий химический процесс.

Формулы участвующих в процессе веществ ____. Модель процесса: _______.

1. 3. Каким образом можно придать первозданный вид монетам?

Первозданный вид монетам можно придать _______.

1. 4. Опишите протекающий химический процесс.

Формулы участвующих в процессе веществ _______. Модель процесса: _______.

1. 5. Как можно доказать экспериментально с помощью медной проволоки ваши предположения? Составьте план проведения эксперимента, предскажите его результаты.

План эксперимента: _________. Предполагаемый результат: _______.

Для анализа результатов выполнения диагностического задания мы применяем оценочные таблицы (табл. 1).

Таблица 1 – Критерии оценивания задания

Наблюдаемые признаки проявления компетенций относят к операционализируемым признакам – дескрипторам, которые могут проверяться с помощью различных по содержанию и форме интегральных познавательных заданий. Метапредметные умения служат критериями оценивания задания. Содержание каждого критерия раскрывается с помощью показателей (дескрипторов). Баллы, полученные по каждому критерию, позволяют провести расчет коэффициента сформированности умений (Ку) [17, с. 5, 142]). Средний коэффициент сформированности метапредметных умений для каждого вида деятельности позволяет оценивать уровень достижения метапредметных результатов и развития метапредметных компетенций учащегося.

Для проверки возможности применения интегральных познавательных заданий как средства формирования метапредметных компетенций школьников нами были выделены группы метапредметных умений, развитие которых возможно при изучении химии в основной школе, проведена диагностика уровня их сформированности у школьников (на основании расчета среднего коэффициента сформированности умений (Ку). В ходе исследования изучалась также динамика развития мотивов учащихся, т.к. в формировании компетенций важная роль принадлежит мотивационной составляющей [22]. Анализ анкет и результатов диагностических работ на констатирующем этапе эксперимента позволил выявить, что значительная часть обучающихся имеет средний уровень сформированности мотивов познания, учебных достижений и самообразования, низкий уровень метапредметных умений (Ку составил 21–36% и только для умения преобразовывать информацию – 66%). В связи с этим была разработана система интегральных познавательных заданий и организовано обучение, направленное на формирование у школьников метапредметных умений.

Рисунок 1 – Динамика формирования метапредметных умений учащихся 9-го класса.

Метапредметные умения: 1 – умение работать с текстом; 2 – умение обрабатывать информацию; 3 – универсальные логические умения; 4 – умение моделировать объекты и процессы; 5 – решение познавательных проблем (умение определять и формулировать проблему, высказывать гипотезы, определять пути их проверки)

Анализ результатов педагогического эксперимента выявил положительную динамику формирования метапредметных умений школьников (рис. 1), развитие мотивов самообразования и познавательного интереса. Это позволяет сделать вывод, что применение системы интегральных познавательных заданий способствует формированию метапредметных компетенций школьников при условии систематической работы с применением заданий, требующих при решении привлечения комплекса метапредметных умений, а также использования их на всех этапах урока, в том числе в рамках домашнего задания.

About the authors

Viktoria Vladimirovna Sagaydachnaya

Author for correspondence.
Email: vevenum23@gmail.com

candidate of pedagogical sciences, associate professor of Natural Sciences Department

Vadim Aleksandrovich Sagaydachny

Email: vevenum23@gmail.com

master student of Natural Sciences Department

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Figure 1 - Dynamics of formation metasubject skills of 9th grade students.

Download (13KB)

Indexing metadata