Глобальная школьная лаборатория

Не за горами новый учебный год. Десятки миллионов российских детей займут места за школьными партами. А для нескольких тысяч пятиклассников и шестиклассников из 60 российских школ новый учебный год будет не совсем обычным – они не только придут в свой привычный класс, но еще и станут членами «виртуальной» естественно-научной лаборатории «ГлобалЛаб», разработанной учеными и педагогами Международной лаборатории инновационных образовательных технологий совместно с Российским национальным фондом подготовки кадров при финансовой поддержке фонда некоммерческих инициатив Дмитрия Зимина «Династия» и программы Intel «Обучение для будущего».

Как становятся членами «ГлобалЛаб»?

«ГлобалЛаб» – часть Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов. Участие в ней доступно любой российской школе. В нее может вступить вся школа в целом, отдельный класс, научный кружок и даже отдельная семья. Для этого (как в сказках) нужно выполнить три задания:

1. Прислать письмо в группу поддержки «ГлобалЛаб» по адресу GlobalLabRus@gmail.com о своем желании вступить в «ГлобалЛаб» и после этого зарегистрироваться на сайте www.globallab.ru

2. Заполнить «географический паспорт», указав данные той местности, где находится школа (географические координаты, высота над уровнем моря, тип климата и др.)

3. Представиться сообществу «ГлобалЛаб», подготовив слайд-презентацию с рассказом о своем классе, школе и районе. (Для этого на сайте имеются средства поддержки, доступные каждому участнику).

Как только эти три задания будут выполнены, на электронный адрес нового участника придет приветственное письмо, а на карте «Глобальной Лаборатории», расположенной на сайте, загорится еще одна звездочка, которая означает появление нового класса – члена «ГлобалЛаб».

Опытный участок

За регистрацией следует выбор опытного участка, на котором в дальнейшем дети будут проводить научные наблюдения и вокруг которого концентрируется вся исследовательская деятельность членов «ГлобалЛаб». Этот опытный участок – часть малой родины, где проходит жизнь ребенка, жизнь его семьи, его школы, города или поселка. «ГлобалЛаб» позволит детям представить свою малую родину всей России и даже всему миру.

Выбор опытного участка задает тон всему проекту. Подобно «взрослым» ученым дети сами выбирают объект своих исследований. Возможно, впервые в жизни они сами решают, что они будут изучать в течение нескольких лет.

Будни проекта

Вслед за выбором опытного участка начинаются исследовательские будни: наблюдения, измерения, опыты, координированные с другими школами – участницами проекта. В помощь школьникам предлагается хорошо иллюстрированный учебник «Естествознание – Глобальная школьная лаборатория» и аннотированный «Журнал для лабораторных и полевых работ». Изданные в печатном виде, они доступны также на сайте www.globallab.ru. Для учителей разработано детальное методическое пособие. Деятельность школьников направляется учеными-консультантами, занятыми в проекте.

Вначале школы картируют свои опытные участки (география на практике!), затем описывают флору и фауну своих опытных участков и сравнивают их биологическое разнообразие (это и ботаника, и зоология, и экология!). Результаты помещаются в общую базу данных, где они доступны всем членам «Глобальной лаборатории» для сравнения и анализа (а это уже и математика, и статистика, и ИКТ-компетентность). За этим следуют многочисленные измерения с помощью приборов в рамках координированных синхронных экологических наблюдений и биомониторинга.

Завершает проект экскурс в геологическое и антропологическое прошлое опытного участка, в ходе которого школьники знакомятся с основами геологии и палеонтологии, а также узнают, чем занимаются этнографы и чему учит топонимика.

«ГлобалЛаб» выполняет несколько функций. С одной стороны, это виртуальная лаборатория, в которой ученики получают навыки экспериментальной работы, приближающей их к «большой» науке. С другой – это сетевое сообщество детей, учителей, родителей и профессиональных ученых, заинтересованных в познании мира. На базе «ГлобалЛаб» ученикам 5-6-х классов предлагается к изучению интегрированный междисциплинарный курс «Естествознание», уникальность которого состоит в том, что он опирается на данные экспериментов и наблюдений, проведенных школьниками по общей программе в самых разных точках России. Значение такого подхода к изучению естествознания трудно переоценить.

Вот только один пример из жизни «Глобальной школьной лаборатории».

Глобальный синхронный экологический «стоп-кадр»

Строго соблюдая протокол исследований (подобно настоящим ученым), в один и тот же день (21 марта, день весеннего равноденствия), в одно и то же местное время (астрономический полдень) все школы «ГлобалЛаб» выходят на опытные участки и проводят одни и те же измерения: определяют угол наклона солнца, температуру воздуха и почвы, оценивают освещенность в тени и на открытом месте, измеряют толщину снежного покрова, описывают состояние растительного покрова и перечисляют виды животных, которых им удалось увидеть в этот день.

Работая с данными синхронного экологического «стоп-кадра», присланными школами, расположенными по всей России, от Хабаровска до Санкт-Петербурга, участники «ГлобалЛаб», подобно настоящим ученым, изучают зависимость между широтой местности и углом наклона солнца, освещенностью и температурой воздуха и почвы. Все это помогает им не только лучше понять процессы, лежащие в основе смен времен года, но и вынести на всю жизнь уважение к научному исследованию как процессу познания истины, основанному на получении собственных данных и сравнении их с данными коллег, и с их последующей научной обработкой и анализом. Независимо от того, станут ли они в будущем метеорологами, климатологами, мореплавателями или сугубо сухопутными людьми, опыт «ГлобалЛаб» поможет им приобрести навыки исследовательской деятельности, которые важны в любой профессии.

О ГлобалЛаб-учителе

В «ГлобалЛаб» мы ориентируемся на учителей, которые имеют доступ к средствам ИКТ, заботятся о внедрении исследовательского подхода в преподавании естественно-научных дисциплин, хотят повысить мотивацию детей и подготовить их к жизни в информационном обществе. Кроме того, «ГлобалЛаб» для самих учителей служит рабочей площадкой для формирования ИКТ-компетентности.

Педагогическое послесловие

Отвечая на вопрос, что такое «ГлобалЛаб», мы – разработчики – обычно говорим, что это и школьный курс естествознания для 5-6-х классов, и виртуальная обучающая среда, основные компоненты которой максимально приближены к реальной научной деятельности, и совместный исследовательский проект длиной в два года. Ниже мы поясним, что мы при этом имеем в виду.

«ГлобалЛаб» как школьный курс естествознания

«ГлобалЛаб» представляет собой учебную программу для учащихся 5-6-х классов. Как большинство такого рода программ, она включает:

– учебное пособие для учащихся;

– методическое пособие для учителя с поурочной структурой;

– журнал для полевых и лабораторных работ с описанием заданий.

Предполагается, что на изучение курса «ГлобалЛаб» в школе отводится 2 часа в неделю в 5 и 6-х классах. Желательно использовать сдвоенные уроки для полевых экскурсий.

«ГлобалЛаб» как исследовательский проект

В «ГлобалЛаб» изучение основных концепций естествознания происходит в ходе исследовательской деятельности. «ГлобалЛаб» поделен на исследовательские проекты; каждый проект посвящен изучению определенного раздела естествознания.

Проектные методы трудно внедрять в школе, а еще труднее внедрять в школе совместные сетевые исследовательские проекты. «ГлобалЛаб» берет на себя большую часть этих трудностей, предлагая и темы проектов, и необходимые учебные и методические материалы, и разнообразные цифровые учебные инструменты.

Совместная проектная работа детей в сетевом сообществе кардинально меняет педагогическую платформу курса, переводя ее из традиционной для курсов естествознания 5-6-х классов репродуктивно-знаниевой модели, основанной на предписанных заранее наблюдениях и запоминании фактов, в проектно-исследовательскую модель, основанную на активной поисковой деятельности детей, на их самостоятельных исследованиях с последующим анализом данных и обобщениями.

Проектно-исследовательская деятельность в «ГлобалЛаб» обладает целым рядом признаков, характерных для деятельности профессиональных ученых. Помимо участия детей в формировании исследовательских задач и в выборе опытного участка в «ГлобалЛаб» школьники следуют стандартному протоколу, что особенно ярко иллюстрирует Синхронный экологический стоп-кадр, описанный выше. Выполняется он всеми «ГлобалЛаб»-классами дважды – в день зимнего солнцестояния и в день весеннего равноденствия. В исследовательской работе дети употребляют одни и те же методы и используют контрольные измерения для того, чтобы оценить сопоставимость данных.

Кроме того, учащиеся с помощью компьютерных баз данных получают доступ к результатам, пришедшим из разных школ, участвуют в их обсуждении и анализе и приобретают первоначальные навыки статистической обработки результатов.

Все исследования школьников в «ГлобалЛаб» объединены общей задачей. Она состоит в детальном описании опытного участка, который дети сами выбрали. Работа начинается с картирования и описания природы опытного участка, сравнения его флоры и фауны с результатами наблюдений других школ, выяснения его геологического прошлого; затем проводится сбор и проращивание семян и сравнение условий прорастания семян, собранных на разных опытных участках.

Более того, в ходе исследования опытного участка дети учатся рассматривать его в различных контекстах: молекулярном, экосистемном, региональном и глобальном. Завершает «ГлобалЛаб» проект, в ходе которого дети пытаются понять, что было на их опытном участке 10, 100, 1000, миллион лет назад, – то есть воссоздать историю его изменения во времени.

«ГлобалЛаб» как виртуальная обучающая среда

В качестве виртуальной обучающей среды «ГлобалЛаб» предоставляет пользователю следующие цифровые ресурсы и инструменты, сосредоточенные на сайте www.globallab.ru.

Цифровую карту мира, на которую нанесены все «ГлобалЛаб»-школы.

Учебные материалы в формате PDF, доступные для распечатывания.

Мультимедийные уроки для самостоятельной подготовки к исследованиям.

Компьютерные динамические модели.

Аннотированные сайты, подобранные по темам уроков.

Средства для создания и демонстрации слайд-презентаций.

Инструменты для аннотирования фотографий опытного участка.

База данных «ГлобалЛаб» для ввода, хранения и обработки результатов.

Построители графиков, гистограмм и круговых диаграмм.

Архивы для хранения материалов «ГлобалЛаб» прошлых лет.

Интернет-форумы.

Как видно из этого списка, мы стремились максимально использовать возможности, предоставляемые компьютерами и сетью «Интернет», которые недавно пришли во все школы России. И компьютеры, и Интернет – неотъемлемые составляющие «ГлобалЛаб», направляющие и поддерживающие работу сообщества школьников, объединенных общими исследовательскими задачами, общей методологией обучения и общей учебной программой.

Разрабатывая «ГлобалЛаб», мы пытались использовать средству интернет-технологии, которые позволяют создать виртуальную среду, способствующую успешному выполнению проектной деятельности. Однако виртуальность совсем не означает отмену реальной работы «на земле». Главный учебный компонент «ГлобалЛаб» – это опытный участок, часть малой родины, реальный кусок земли, который дети сами выбрали для углубленного анализа. Мы рассчитываем, что они будут выходить на опытный участок с блокнотами, ручками, карандашами и делать зарисовки и словесные портреты животных и растений. И с реальными инструментами, будь-то обычный термометр, или барометр, или более сложные приборы, такие как цифровые датчики.

Суммируя сказанное, «ГлобалЛаб» можно назвать сетевым курсом естествознания, основанным на совместной проектной деятельности учащихся географически распределенных российских школ.

Борис БЕРЕНФЕЛЬД, профессор, научный руководитель проекта «Глобальная школьная лаборатория», директор Международной лаборатории инновационных образовательных технологий;

Елена КОВАЛЕВСКАЯ, координатор проекта «Глобальная школьная лаборатория»