CC BY
143
УДК 373.1.02:372.8
ФОРМИРОВАНИЕ ПРОЕКТНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ КОМПЕТЕНЦИИ УЧАЩИХСЯ ПРИ ОБУЧЕНИИ ФИЗИКЕ И ОЦЕНКА ЕЕ СФОРМИРОВАННОСТИ
Томский государственный педагогический университет
В условиях современного взгляда на образование наряду со знаниями и умениями все более значимым результатом обучения и развития становятся и признаются компетенции. Однако широкое введение компетенций затрудняется различной трактовкой их понимания, не устоявшейся классификацией, неопределенностью в выявлении компетенций, наиболее эффективно формируемые при изучении отдельных предметов, недостаточной разработанностью способов их формирования, отсутствием способа оценки сформированнос-ти той или иной компетенции. Решению данных проблем в процессе обучения физике посвящено исследование, результаты которого излагаются ниже.
В последнее десятилетие в России, особенно после публикации документов «Стратегия модернизации содержания общего образования» и «Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года», а также появления целого ряда работ, посвященных проблемам модернизации образования, происходит резкая переориентация в оценке результатов образования. Понятия — «подготовленность», «образованность», «общая культура», «воспитанность» ученика начинают заменяться понятиями — «компетенция», «компетентность». Появляется понятие «компетентностный подход». В нем отражен такой
вид содержания образования, который не сводится к знаниево-ориентировочному компоненту, а предполагает целостный опыт решения жизненных проблем, выполнения ключевых (т. е. относящихся ко многим социальным сферам) функций, социальных ролей, компетенций.
Компетентностный подход, по мнению его сторонников, выдвигает на первое место не информированность ученика, а умение разрешать проблемы, возникающие в следующих ситуациях: в познании и объяснении явлений действительности; при освоении современной техники и технологии; во взаимоотношениях людей, в этических нормах, при оценке собственных поступков; в практической жизни при выполнении социальных ролей гражданина, члена семьи, покупателя, клиента, зрителя; в правовых нормах и административных структурах, в потребительских и эстетических оценках; при выборе профессии и оценке своей готовности к обучению в профессиональном учебном заведении; при необходимости разрешать собственные проблемы: жизненного определения, выбора стиля и образа жизни, способов разрешения конфликтов.
В настоящее время отмечается тенденция введения компетентностного подхода не только в норма-
тивную, но и в практическую составляющую образования. Однако уже сейчас, в рамках проблемно-деятельностного подхода к обучению, который широко применяется на разных уровнях обучения физике, компетенции становятся понятиями, востребованными при оценке результатов процесса обучения.
Понятия «компетентность» и «компетенция» для российской школы являются относительно новыми, поэтому их практическое применение требует некоторого анализа. С. И. Ожегов в «Словаре русского языка» раскрывает понятие «компетентность» как существительное от компетентный — знающий, осведомленный, авторитетный в какой-нибудь области. Е. А. Самойлов [1] определяет компетентность как интегральную характеристику эффективности деятельности (поведения) субъекта, меру успешности достижения цели. В состав компетентности он включает четыре элемента: 1) личные ценности; 2) социально-политические ограничения; 3) базовую подготовку (знания, способы действий, опыт творчества); 4) компетенции. По мнению В. С. Шишова и В. А. Кальней [2], компетенция — это общая способность, основанная на знаниях, опыте, ценностях, склонностях, которые приобретены благодаря обучению. Компетенция не сводится ни к знаниям, ни к навыкам, быть компетентным — не означает быть ученым или образованным. Авторы различают компетенцию и умение. Умение — это действие в специфической ситуации. Это проявление компетенции или способности. Таким образом, умение представляется как компетенция в действии.
В настоящее время ведущим компонентом учебных предметов, наряду с научным знанием, по мнению И. Осмоловской, становятся способы деятельности [3]. Таким образом, оценка результатов обучения должна опираться на понятие «ключевые компетенции», что означает конкретизированные цели образования.
Учебная программа по физике предусматривает формирование у школьников общеучебных умений и навыков, универсальных способов деятельности и ключевых компетенций. Определены и виды деятельности, в процессе которых возможно их формирование:
- познавательная деятельность: использование для познания окружающего мира различных естественнонаучных методов; формирование умений различать факты, гипотезы, причины, следствия, доказательства, законы, теории; овладение адекватными способами решения теоретических и экспериментальных задач; приобретение опыта выдвижения гипотез и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез;
- информационно-коммуникативная деятельность: владение монологической и диалогической речью, развитие способности понимать точку зрения собеседника и признавать право на иное мнение; использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации;
- рефлексивная деятельность: владение навыками контроля и оценки своей деятельности, умением предвидеть возможные результаты своих действий;
- организация учебной деятельности: постановка цели, планирование, определение оптимального соотношения цели и средств.
А. В. Хуторской рассматривает компетенцию в системе общего образования как совокупность взаимосвязанных качеств личности, отражающих заданные требования к образовательной подготовке выпускников, а компетентность — как обладание человеком соответствующей компетенцией. Как отмечает автор, образовательная компетенция — это совокупность смысловых ориентаций, знаний, умений, навыков и опыта деятельности ученика по отношению к определенному кругу объектов реальной действительности, необходимых для осуществления личностно и социально-значимой продуктивной деятельности [4].
Таким образом, понятия — «компетенция», «компетентность» значительно шире понятий знания, умения, навыки, так как включают направленность личности, а также ее способности.
В настоящее время многие авторы предлагают классификации компетенций, которые необходимо формировать в школьной практике.
И. Осмоловская [3] выделяет четыре ключевые компетенции:
- познавательно-информационную: способность ставить и решать познавательные задачи, осуществлять поиск, переработку, систематизацию и обобщение информации, создавать личностно значимые продукты познавательной деятельности;
- социально-трудовую: присвоение норм, способов и средств социального взаимодействия, ориентация на рынке труда и способность эффективно действовать в процессе трудовой деятельности;
- коммуникативную: формирование готовности и способности понимать другого человека; эффективно строить взаимодействия с людьми;
- в сфере личностного самоопределения: формирование опыта самопознания, осмысления своего места в мире, выборе ценностных, целевых, смысловых установок для своих действий.
Как одну из ключевых компетенций она рассматривает способность решать проблемы. Формирование этой и других компетенций при обучении физике эффективно, на наш взгляд, не за счет содержательной, а за счет процессуальной стороны обучения. В этом случае основное внимание следует уделять не передаче суммы готовых знаний, а знакомству с методами научного познания окружающего мира, постановке проблем, требующих от учащихся самостоятельной деятельности по их разрешению, формированию исследовательских умений. Именно эти идеи отражены в задачах современного профильного обучения физике, а также программах ряда предметов.
П. И. Третьяков [5] выделяет следующие ключевые компетенции, которыми должен обладать школьник:
- самообразовательные и исследовательские;
- организационно-коммуникативные;
- конструктивно-проектировочные;
- социально-личностные;
- адаптивные.
А. В. Хуторской [4] предлагает перечень ключевых образовательных компетенций, определенных на основе главных целей общего образования:
- ценностно-смысловая компетенция: компетенция в сфере мировоззрения, связанная с ценностными представлениями ученика, его способностью видеть и понимать окружающий мир, ориентироваться в нем, осознавать свою роль и предназначение, уметь выбирать целевые и смысловые установки для своих действий и поступков, принимать решения;
- общекультурная компетенция: круг вопросов, в которых ученик должен быть хорошо осведомлен, обладать познаниями и опытом деятельности;
- учебно-познавательная компетенция: совокупность компетенций ученика в сфере самостоятельной познавательной деятельности, включающей элементы логической, методологической, общеучебной деятельности, соотнесенной с реальными познаваемыми объектами;
- информационная компетенция: при помощи реальных объектов и информационных технологий формируются умения самостоятельно искать, анализировать и отбирать необходимую информацию, организовывать, преобразовывать, сохранять и передавать ее;
- коммуникативная компетенция: включает знание необходимых языков, способов взаимодействия с окружающими и удаленными людьми и событиями, навыки работы в группе, владение различными социальными реалиями в коллективе;
- социально-трудовая компетенция: означает владение знаниями и опытом в гражданско-обществен-ной деятельности, в социально-трудовой сфере, в области семейных отношений и обязанностей, в вопросах экономики и права, в профессиональном самоопределении;
- компетенция личностного самосовершенствования: направлена к тому, чтобы осваивать способы физического, духовного и интеллектуального саморазвития, эмоциональную саморегуляцию и самопод-держку.
Он же предлагает трехуровневую иерархию компетенций:
- ключевые — относятся к общему (метапредмет-ному) содержанию образования;
- общепредметные — относятся к определенному кругу учебных предметов и образовательных областей;
- предметные — частные по отношению к двум предыдущим уровням компетенции, имеющие конкретное описание и возможность формирования в рамках учебных предметов.
Среди всего многообразия предлагаемых компетенций, на наш взгляд, в качестве ключевых и общепредметных при обучении физике следует формировать информационную, коммуникативную и общекультурную компетенции. Поскольку физика является экспериментальной наукой и построена именно на результатах исследования, то реально формировать при обучении физике, выделенную нами как основную предметную — проектно-исследовательскую компетенцию.
Проектно-исследовательскую компетенцию мы определяем следующим образом: это совокупность физических знаний в определенной области, знаний о структуре проектной и исследовательской деятельности; наличие проектных и исследовательских умений (решать проблемы на основе выдвижения гипотез, ставить цель деятельности, планировать деятельность, осуществлять сбор и анализ необходимой информации, выполнять эксперимент, представлять результаты исследования); наличие способности применять эти знания и умения в конкретной деятельности.
Вопрос состоит в следующем. Каким образом, организовать учебный процесс, чтобы не просто дать ученикам знания об исследуемых процессах и сформировать у них навыки работы над проектом и умения проведения исследований, но решить более глубокую задачу формирования проектно-исследовательской компетенции, наличие которой необходимо для продолжения физического образования, успешной деятельности в сфере материального производства.
Решение данной задачи в профильной школе (физической, физико-математической, естественнонаучной) возможно через систему элективных курсов, на которых происходит обучение школьников основам проектной, исследовательской деятельности и включение их в данные виды деятельности на практике. Данные курсы были разработаны и апробированы в базовых школах ТГПУ № 49 и № 50 г. Томска в процессе обучения учащихся предпрофильных 9 классов и профильных 10 классов [6]. Выбор классов обусловлен тем, что перед учениками 9 класса в конце года возникает проблема выбора профиля. Для того чтобы состоялся выбор физического профиля учителю необходимо применить такой метод обучения, который бы привлек ученика к физике и позволил сформировать умения, необходимые для её дальнейшего изучения. В 10 классе учитель работает с уже определившимися учениками, которым необходимо овладеть способами постановки и решения проблем, углубить свои знания по физике, овладеть проектными и исследовательскими умениями. Что касается учащихся 11 класса, то они уже мотивированы на определенный путь продолжения образования и им требуется углубление знаний по данному предмету для успешной сдачи ЕГЭ, поэтому они выбирают уже предметные курсы знаниевой направленности.
Система элективных курсов по формированию проектно-исследовательской компетенции учащихся, а также и других выщеленных выше компетенций представляет собой четыфе взаимосвязанных модуля.
Первый модуль «Как поставить физический опыт» носит пропедевтический характер, его основой служит практическая деятельность учащихся, направленная на формирование экспериментальных умений, привитие интереса к физике. Содержание такого курса может быть легко разработано учителем на базе приборов и материалов, имеющихся в кабинете физики.
Содержание следующего элективного курса «Как ответить на познавательный вопрос по физике» на-
правлено на обучение и организацию проектной деятельности школьников по физике через выполнение пробных проектов типа практико-ориентированный и информационный. Вытолнение предметных проектов позволяет ученикам приобрести многие необходимые для обучения и выполнения других видов деятельности умения (ставить цель проекта, планировать деятельность по выполнению проекта, работать с различными источниками информации, оценивать результаты, представлять результаты, осуществлять рефлексию), а главное — вызывает интерес к физике, мотивирует их на более глубокое изучение предмета. Содержание курса представлено в табл. 1.
Т аблица 1
Как ответить на познавательный вопрос по физике. Обучение и организация
проектной деятельности
№ п/п Содержание занятия Часы Форма работы с учащимися
1 Оформление замысла проекта: 1. Выбор темы проекта 1 Презентация и обсуждение тем
2. Формулировка темы проекта 3. Формулировка цели проекта 1 Консультация
2 Планирование деятельности: 1. Составление плана деятельности по реализации 1 Консультация
цели 2. Определение источников информации 1 Консультация
3 Выполнение проекта: 1. Анализ литературы из различных источников 1 Обсуждение теоретических
2. Выполнение теоретической части проекта 1 сведении по теме проекта.
3. Разработка плана и методики эксперимента 1 Корректировка методики
в экспериментальном проекте 4. Выполнение и оформление результатов 2 эксперимента. Проверка полученных
эксперимента 5. Подготовка презентации 1 результатов. Консультация по презентации
4 Проверка и оценка результатов проекта: 1. Обсуждение средств и способов достижения цели 2. Оценка соответствия цели замыслу 1 Организация самооценки
5 Защита проекта 1 Организация оценочного
семинара
6 Рефлексия 1 Круглый стол
Элективный курс «Научные исследования в физике» направлен на формирование интереса к научному исследованию, выявление структуры научного исследования, овладение исследовательскими умениями (выдвижение гипотезы по решению проблемы, постановка цели исследования, постановка исследовательской задачи, планирование исследования, выявление способа фиксации результатов эксперимента и их анализа, определение способа представления результата). Закрепление исследовательских умений организовано через самостоятельное проектирование учениками способа оценки приобретенных умений.
Содержание курса по обучению исследовательской деятельности представлено в табл. 2.
Элективный курс «Как проводить исследование» имеет целью применение на практике проектных и
исследовательских умений и является завершающим при формировании проектно-исследовательской компетенции. Ученики выполняют самостоятельно групповые или индивидуальные проекты, пополняя запас физических знаний, отрабатывая коммуникативные умения. Содержание курса представлено в табл. 3.
В результате обучения школьников на элективнык курсах у них формируется не только проектно-исследовательская компетенция, но и информационная, коммуникативная, углубляются знания по физике.
Оценка степени сформированности проектно-исследовательской компетенции учащихся производится по сумме трех составляющих компетенции: предметные знания; мотивация к проектно-исследовательской деятельности; умения (формулировать цель деятельности, планировать деятельность, осуществлять
Таблица 2
Научные исследования в физике. Основы исследовательской деятельности
Т ема занятия Форма занятия Формируемые знания, умения, компетенции Виды контроля
1. Актуальные проблемы человечества: энергетика; дефицит природных ресурсов; антропогенное воздействие на природу Вводная лекция Выдвижение гипотез по решению проблем Обсуждение гипотез
2. Первичная диагностика знаний о научном исследовании, исследовательских и проектных умений и компетенций Практика Оценочные умения Беседа, анкета
3. Знакомство с основными направлениями исследований в российской науке. Ракетостроение. Межпланетные полеты. Физика твердого тела Семинар Постановка цели исследования Беседа
4. Жидкие кристаллы и их применение. Сверхпроводимость. Перспективы применения Практика Работа с литературой. Конспектирование Представление сообщений, докладов
5. Измерение как метод исследования. Расчет погрешностей прямых и косвенных измерений. Измерение объема и сопротивления Лекция. Практика по измерению и расчету погрешностей Оценка результата Самостоятельная работа
6. Наблюдение как метод исследования. Наблюдение растекания жидкости по разным поверхностям Практика Выявление объекта, условий наблюдения Проверка практической работы
7. Описание наблюдения. Выполнение эксперимента (определение высоты подъема жидкости) Практика Разработка алгоритма наблюдения Проверка описания наблюдения
8. Исследование - от чего зависит центробежная сила инерции. Какова природа силы. Где эта сила проявляется Семинар Планирование исследования Формулировка гипотез Публичное обсуждение
9. Исследование - от чего зависит центробежная сила инерции. Какова природа силы. Где эта сила проявляется Практика Проведение опыта и оформление результатов Диагностика исследователь- ских компетенций
10. Исследование - от чего зависит центробежная сила инерции. Какова природа силы. Где эта сила проявляется Семинар Оценка и рефлексия исследовательской деятельности
11. Проектирование способа предъявления результатов элективного курса Работа в проектных группах Отработка этапов проектной деятельности. Формирование умений взаимодействовать Экспертиза
12. Работа над проектом Консультация Формирование умений взаимодействия Диагностика проектных умений
13. Экспертиза проектов Семинар Экспертные умения Диагностика экспертных умений
14.Проведение рефлексии Практика Рефлексивные умения Диагностика рефлексивных умений
15. Подведение итогов Круглый стол
сбор и анализ информации, выдвигать и обосновывать гипотезу, выполнять эксперимент, представлять результаты, осуществлять рефлексию). Каждая составляющая делится на уровни и оценивается на основа-
нии разработанных нами критериев — способы получения знаний, характер мотивации, степень проявления самостоятельности в деятельности. Каждому уровню приписывается определенное количество бал-
Таблица 3
Как проводить исследование
№ п/п Т ематика занятия Часы Форма работы с учащимися
1 Подготовка к исследовательскому проекту: 1. Определение области интересов ученика. 2. Выбор и формулировка темы проекта и обоснование ее актуальности. 3. Формулировка проблемы и выдвижение гипотезы по ее решению. 4. Формулировка цели и задачи исследования 1 1 1 1 Презентация и обсуждение тем Лекция с элементами проблемной беседы Консультация
2 Планирование исследовательского проекта: 1. Выбор варианта реализации замысла. 2. Составление плана деятельности. 3. Определение источников информации в научнопопулярной литературе и Интернет 1 1 Консультация Консультация
3 Подготовка к проведению исследования и его выполнение: 1. Анализ литературы из различных источников. 2. Выполнение теоретической части исследовательского проекта. 3. Разработка плана и методики эксперимента. 4. Выполнение эксперимента, фиксация и обработка результатов. 5. Оформление результатов и их оценка. 6. Подготовка презентации 1 1 1 1 1 Обсуждение теоретических сведений по теме исследования Корректировка методики эксперимента Проверка полученных результатов Консультация по презентации
4 Проверка и оценка результатов: 1. Формулировка выводов. 2. Обсуждение средств и способов достижения цели и доказательства гипотезы. 3. Сравнение результата с целью 1 1 Организация самооценки
5 Представление результатов. 1. Представление доклада с анализом работы и собственных достижений. 2. Участие в совместной оценке результатов 1 Организация оценочного семинара
6 Рефлексия 1
лов. Так, способы получения знаний мы подразделяем на знания, полученные из учебника (10 баллов), знания, полученные из учебника и рекомендуемой учителем литературы (20 баллов) и знания, полученные из учебника и самостоятельно подобранной литературы (30 баллов). Мотивы ученика подразделяются на внешние, внешние и появление внутренних, внутренние и соответственно оцениваются в 5, 10 и 15 баллов. Каждое из перечисленных проектно-исследовательских умений по степени самостоятельности их применения (по инструкции, с помощью учителя или другого ученика, самостоятельно) оценивается в 2, 4 и 6 баллов.
Общая оценка уровня сформированности проектно-исследовательской компетенции производится по разработанной нами формуле УСК = СПЗ + ХМ + СУ,
где У СК—уровень сформированности компетенции; СПЗ — способ получения знаний; ХМ — характер мотивации; СУ - сформированность умений. Например, уровень УСК ученика А. Г. составляет 20 + 15 + + 44 = 79 (баллов). Это высокий уровень — В. Уровню А по нашим расчетам соответствует 29 баллов, уровню Б — 30-58 баллов, уровеню В — 59-87 баллов.
Данный способ оценки компетенции может, по нашему мнению, успешно применяться как в школьном физическом и другом естественнонаучном образовании, так и в вузовском техническом образовании.
Предлагаемые методики позволяют разрешить ряд поставленных выше проблем современного образования. Дальнейшая их разработка позволит более широко использовать компетенции в качестве показателей результативности процесса обучения физике.
Литература
1. Самойлов Е.А. Компетентности ориентированное образование: социально-экономические, философские и психологические основания: Монография. - Самара: Изд-во СГПУ, 2006. - 160 с.
2. Шишов B.C., Кальней В.А. Школа: мониторинг качества образования. - М.: Педагогическое общество России, 2000. - 320 с.
3. Осмоловская И. Ключевые компетенции и отбор содержания образования в школе // Народное образование. - 2006. - № 5.
- C. 77-81.
4. Хуторской А.В. Ключевые компетенции как компонент личностно- ориентированной парадигмы образования // Народное образование.
- 2003. - № 2. - C. 58-64.
5. Третьяков П.И. Профессиональная жизнеспособность и компетенция педагогов-руководителей как показатели качества образования // Педагогическое образование и наука. - 2004. - № 2. --C. 36-42.
6. Румбешта Е.А. Элективный курс для учащихся физического профиля по подготовке к исследовательской деятельности //Проблемы развивающего обучения физике в условиях предметной информационно-образовательной среды. Общеобразовательные учреждения, педагогический вуз: Докл. науч.-практич. конф. - М.: МГОУ, 2007. - C. 45-48.
Поступила в редакцию 21.11.2006
