На чтение: ≈ 21 мин.Обоснование актуальности педагогического опытаОдной из приоритетных задач государства на сегодняшний день становится внедрение передовых промышленных технологий, связанных с роботизацией, биоинженерией. Для ее осуществления нужны хорошо подготовленные кадры специалистов нового технологического уклада, рабочих, инженеров, исследователей. Одной из характеристик, отражающей уровень способности общества к поддержке научной и инновационной деятельности, является естественно-научная компетентность. Поэтому подготовка профессионалов, способных решить задачу внедрения передовых промышленных технологий, не может быть выполнена без формирования естественно-научной компетентности населения. Это и определяет основное направление естественно-научного образования в школе, закрепленное в ФГОС ОО.
Задача формирования естественно-научной компетентности становится особенно актуальной в свете исследований Международной программы оценки образовательных достижений учащихся (PISA) и Национального исследования качества образования (НИКО), показавших недостаточный уровень естественно-научных знаний и умений применять их на практике у российских школьников.Проведя в МБОУ СОШ №14 города Белово диагностику на материалах международного теста PISA, мы выявили, что у учащихся недостаточно сформированы такие общеучебные умения, как умение работать с информацией, представленной в таблицах, диаграммах или рисунках. Треть учащихся пропускали те задания, в которых требовалось дать ответ в свободной форме. Вызвали затруднение и задания на применение полученных знаний в реальных жизненных ситуациях.Изучение результатов выполнения выпускниками школы заданий ЕГЭ по химии показывает, что особые трудности возникали при выполнении заданий, которые направлены на установление причинно-следственных связей между составом, строением и свойствами химических веществ, формулировку ответа с аргументацией сделанных выводов и заключений; заданий с развернутым ответом, ориентированных на проверку умений объяснять применение химических веществ их свойствами, планировать или проводить эксперимент по получению и распознаванию важнейших неорганических и органических соединений с учетом приобретенных знаний о правилах безопасной работы с веществами в лаборатории и в быту.В предпрофильных и непрофильных классах наблюдался низкий интерес к изучению химии.Анализ проведенных исследований указывает на недостаточный уровень сформированности естественно-научной компетентности школьников.Цель и задачи педагогической деятельностиНа основании данных анализа была определена цель педагогической деятельности – формирование естественно-научной компетентности учащихся при изучении школьного курса химии.Для достижения цели необходимо выполнить следующие задачи: определить комплекс методов, направленных на формирование естественно-научной компетентности с учетом возрастных особенностей учащихся; разработать и применить на разных уровнях образования учебно-методическое обеспечение процесса формирования естественно-научной компетентности учащихся; использовать педагогические методы, приемы, средства, направленные на организацию исследовательской, проектной деятельности учащихся по разработке электронных ресурсов для изучения основных разделов школьного курса химии.Пути достижения цели педагогической деятельностиИзучив труды таких ученых и практиков, как Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, С.А.Гуревич, А.Г.Асмолов, А.В.Хуторской, А.Ю.Пентин, можно сделать вывод о том, что понятие естественно-научной компетентности включает в себя компоненты, соответствующие требованиям ФГОС к образовательным результатам (см. таблицу).В соответствии с этим был разработан комплекс методов, приемов, форм, учебных заданий, вовлекающих учащихся в следующие виды деятельности: объяснение и описание явлений; использование и построение моделей явлений и процессов; прогнозирование изменений, связанных с деятельностью человека; дискуссии по естественно-научным вопросам; выявление вопросов и проблем, которые могут быть решены с помощью научных методов; выдвижение гипотез и определение способов их проверки; формулирование цели исследования, построение плана исследования; формулирование выводов в понятной для всех форме на основе имеющихся данных, анализ этих выводов и оценка их достоверности; использование естественно-научных знаний в реальных жизненных ситуациях; интерпретация научной аргументации и выводов, которые могут встретиться в средствах массовой информации.Комплекс реализуется в рамках программ урочной, внеурочной деятельности, разработанных в соответствии с возрастными особенностями учащихся начальной, основной и старшей школы.Комплекс включает методы и приемы, соответствующие проблемной, проектной, исследовательской, информационно-коммуникационной, кейс-, игровой технологиям. С учетом компонентов естественно-научной компетентности в результате обобщения опыта педагогической деятельности были составлены схемы по применению образовательных технологий на занятиях по химии.Технологии реализуются через следующие формы организации учебной деятельности учащихся: деловая игра «Происхождение железа»; викторина «Химия и жизнь»; семинар «Химия и цвет»; экскурсии в лаборатории НУЗ Узловая больница на станции Белово РЖД, МУП «Водоканал», Центр гигиены и эпидемиологии Кемеровской области, в совхозы Беловского района, на обогатительные фабрики, Бачатский угольный разрез; интегрированные уроки «Химия плюс биология (физика, изо, ОБЖ)»; творческие мастерские «Ароматерапия», «Праздник с нами».Перечисленные формы организации учебной деятельности удовлетворяют естественное стремление ученика самому открывать новое знание, вырабатывать собственное суждение по рассматриваемым вопросам, формируют интерес к предмету «Химия».Для формирования естественно-научной компетентности были выделены задания, которые развивают умения объяснять или описывать естественно-научные явления на основе имеющихся научных знаний, прогнозировать протекание химических процессов с учетом изменения условий, способствуют осознанию учащимися практической значимости теоретического материала. В этом помогают задачи и упражнения с контекстом.Так, например, во 2‑м классе предлагаю решить задачу и сделать вывод, сколько фисташек необходимо съедать ежесуточно, чтобы восполнить суточную потребность организма человека в селене; в 6‑м – объяснить, почему в конце лета на огуречных грядках, когда урожай почти весь собран, встречаются огурчики необычной формы; в 8‑м классе даю задание – предположить и проверить, что получится, если несколько химических реакций, сопровождающихся звуковыми эффектами, провести последовательно, и что изменится, если провести их одновременно.Выполняя задачи с контекстом, учащиеся дают развернутый ответ, аргументируя сделанные выводы и заключения.А при изучении темы «Белки, жиры и углеводы» в 10‑м классе учащиеся устанавливают причинно-следственную связь между химическим строением этих веществ и процессами обмена, происходящими в организме человека, затем планируют суточный рацион питания с учетом того, как ведет себя каждое из веществ в организме.Подобные задания позволяют учащимся приобрести опыт практического применения теоретического материала. Результатом этой работы стала победа команды школы в Международном химическом турнире в номинации «Дипломант».Для целенаправленного развития интереса к предмету, формирования умения использовать научные доказательства и имеющиеся данные для получения выводов, их анализа и оценки достоверности на разных уровнях обучения применяю соответствующие возрасту и сформированности естественно-научной компетентности формы учебных исследований.В начальной школе предлагаю небольшие исследования частично-поискового характера «Изготовление казеина и изучение его свойств», «Сравнение свойств лозы и бумаги. Плетение из газет». В основной школе – исследовательские проекты «Окраска цветов кислотами и щелочами», «Возможность создания радуги в стакане». В старших классах – исследования, приближенные к научным, – «Исследование экологического состояния среды поселка Бачатский», «Изучение состава античных и современных памятников». Подобная работа позволяет учащимся овладеть умением сопоставлять данные исследования и теоретические знания с объективными реалиями жизни; формировать умения 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. Данные проведенных исследований и выводы учащиеся представляют как в свободной форме, так и в виде диаграмм, схем, таблиц, рисунков.Важное место в формировании естественнонаучной компетентности занимает проектная деятельность. Эта творческая работа развивает умения школьников работать с литературой, применять предметные знания в реальных ситуациях, презентовать результаты своей деятельности перед аудиторией. Такой вид работы применяю при подготовке учащихся к научно-практическим конференциям. Большой интерес учащихся вызвала работа над проектами «Вода – знакомая незнакомка» (4‑й класс), «Сам себе художник» (7‑й класс), «Фруктовый сад» (9‑й класс), «Экогармония» (11‑й класс).Сформировать умение применять на практике полученные предметные знания и умения помогает участие учащихся 8‑9‑х классов в пробах профессий «косметолог», «лаборант», «врач», «химик-технолог», «агроном», «повар», «кондитер», которые организую в рамках программ по внеурочной деятельности «Профильные пробы», «Профессиональный навигатор».Так как на сегодняшний день наблюдается ужесточение требований к безопасности школьников, приходится исключать из учебной практики реальные опыты с использованием галогенов, токсичных углеводородов, концентрированных кислот, щелочей и других опасных для здоровья веществ. В этой ситуации электронное издание «Химия. 8‑11 класс. Виртуальная лаборатория» незаменимый помощник педагога. Например, при изучении темы «Скорость химической реакции» используем виртуальные измерительные приборы и возможности изменения параметров опытов, предусмотренные в данном электронном ресурсе.Конечно, «Виртуальная лаборатория» не заменяет традиционные практические работы и лабораторные опыты, а является лишь дополнением к ним.Наряду с готовыми электронными образовательными ресурсами активно пользуюсь электронными пособиями, разработанными совместно с учащимися.Так, нами совместно с учащимися 10‑11‑х классов было разработано электронное пособие «Органическая химия: просто о сложном». Эта работа повысила интерес учащихся к данному разделу химии, помогла организовать самоподготовку к ЕГЭ и способствовала успешной его сдаче.Новизна и практическая значимость опытаНовизна представленного опыта заключается в уточнении особенностей применения современных педагогических технологий для достижения предметных и метапредметных результатов образования, предусмотренных ФГОС ОО на разных уровнях образования.Практическая значимость опыта заключается в разработке и применении практических материалов, направленных на формирование естественно-научной компетентности, с учетом возрастных особенностей учащихся.Анализ результатов педагогического опытаВ ходе работы был проведен мониторинг качества знаний учащихся, их участия в научно-практических конференциях, результатов тестов по определению сформированности естественно-научной компетентности, составлены карты наблюдений развития УУД.В результате мониторинга были выявлены следующие положительные результаты: повышение качества обучения в 10‑х классах как химико-биологического профиля, так и при базовом изучении химии и увеличение процента выполнения заданий по вопросам органической химии на ЕГЭ; повышение качества прохождения ГИА (в 2017 году 61% девятиклассников сдали экзамен в формате ОГЭ на «4» и «5»; на ЕГЭ средний балл выпускников – 67); наличие победителей и лауреатов научно-практических конференций разного уровня; положительная динамика формирования естественно-научной компетентности учащихся; повышение интереса к изучению химии в непрофильных классах и увеличение количества учащихся, выбирающих химию как профильный предмет; увеличение количества учащихся, поступивших в учреждения профессионального образования по профилю «химия».Обобщение и распространение педагогического опытаОпыт по формированию естественно-научной компетентности учащихся при изучении школьного курса химии был представлен на разных уровнях: Международная выставка-ярмарка в рамках Кузбасского образовательного форума (работы «Учебный практикум как одна из форм реализации исследовательского подхода в преподавании химии: обобщение опыта работы» и «Оформление продукта исследовательской деятельности: методические рекомендации»); VIII Международная научно-практическая конференция «Инновации в технологиях и образовании» (работа «Экологический практикум как одна из интегративных форм реализации учебного практикума по предметам естественно-научного цикла»); X Международная научно-практическая конференция «Инновации в технологиях и образовании» (работа «Органическая химия – просто о сложном»); региональный конкурс «Педагогические таланты Кузбасса»;
региональный конкурс методических разработок профориентационного содержания «ПРОФориентир» (победитель).
Умения, определяющие естественно-научную компетентность
Умение осуществлять естественно-научное исследование (применять естественно-научный метод познания)
Умение объяснять или описывать естественно-научные явления, прогнозировать события на основе имеющихся научных знаний
Умение использовать научные доказательства и имеющиеся данные для получения выводов, их анализа и оценки достоверности
Умение использовать естественно-научные знания для решения проблем в реальных жизненных ситуациях
Требования ФГОС ОО к результатам образования
Приобретение опыта использования различных методов изучения веществ (предметный результат изучения школьного курса химии)
Умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач (метапредметный результат образования)
Умение определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, самостоятельно выбирать основания и критерии для классификации, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы (метапредметный результат образования)
Способность анализировать и объективно оценивать жизненные ситуации, связанные с химией, навыками безопасного обращения с веществами, используемыми в повседневной жизни; умение анализировать и планировать экологически безопасное поведение в целях сохранения здоровья и окружающей среды (предметный результат изучения школьного курса химии)
Анастасия МАЙОРОВА, учитель химии средней общеобразовательной школы №14 города Белово, лауреат регионального этапа Всероссийского конкурса «Учитель года России»-2018
Выбор читателей
Комментарии