CC BY
93
М.А. ТАРАСОВА, кандидат технических наук,
доцент кафедры «Физика» Орловского государственного технического университета
Тел. 41-98-89; martar1@yandex.ru
НАУЧНО-ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУК
В статье рассмотрены вопросы разработки научно-дидактических основ проектирования межпредметных связей (МПС) естественных наук; даны понятия: межпредметная связь, объект связи; рассмотрены вопросы системности и преемственности, показана философско-дидактическая модель построения целостной системы обучения, разработаны дидактические приемы проектирования МПС; научно-дидактические основы рассмотрены на конкретных примерах и направлены на формирование целостности мировоззренческого потенциала обучения.
Ключевые слова: межпредметные связи, технология, материалистическая диалектика, аттестат связи, философско-дидактическая модель.
В настоящее время МПС следует рассматривать как дидактический принцип, имеющий свою специфику в различных педагогических системах современного образования. Положение МПС в интеграции наук определено следующим образом: «Интеграция содержания образования — это процесс и результат построения целостных учебных дисциплин, созданных путем синтеза научных знаний на основе системы фундаментальных закономерностей развития науки, обусловленная дидактическим отображением природных связей и отношений, то есть межпредметными связями» [1].
С целью реализации МПС разработана технология формирования МПС, основные научные концепции которой изложены в [2]. Главной частью технологии является процедура проектирования (формирования) МПС. В связи с этим назрела необходимость разработки научно-дидактических основ реализации связи предметов естественнонаучного цикла в средней школе на учебных занятиях. Разработка научно-методических основ преподавания должна идти по пути рассмотрения и оптимального решения следующих проблем:
содержания (на каком материале раскрывать);
метода (как раскрывать);
места и времени (в каких разделах и темах раскрывать с наименьшими затратами учебного времени).
Сказанное определяет необходимость выделения двух составных частей в решении проблемы содержания: отбора содержания материала и разработки интегративных форм учебных занятий, раскрывающих общность естественнонаучных понятий, законов, теорий. Методы и формы использования материала в основном должны совпадать с существующими в школе методами преподавания и формами организации учебной деятельности учащихся и организации учебных занятий. Решение вопроса о месте и времени рассмотрения межпредметных связей обеспечит его наибольшую педагогическую эффективность, создавая условия для переноса знаний и формирования у учащихся межпредметных ассоциаций.
В настоящей работе рассматриваются вопросы разработки научно-дидактичес-
_________ ких основ отбора содержания учебного материала в технологии формирования МПС.
© М.А. Тарасова
Научные концепции технологии формирования МПС можно коротко изложить так:
— методологической основой МПС в учебном процессе является принцип материалистической диалектики о всеобщей связи явлений, обеспечивающий преемственность дисциплин: физика, химия, биология;
— физика является базовым предметом естествознания, как глубоко развитая область человеческих знаний, и составляет фундамент его технического, естественнонаучного и теоретического мышления;
— физическая картина мира представляет собой высший уровень систематизации физического знания, на котором наиболее полно можно осуществлять взаимосвязь физики и философии, а также формировать в систематической форме общую картину природы как связанного целого;
— дидактической единицей является учебная тема.
При изучении явлений природы на базе МПС для формирования естественнонаучного мировоззрения целесообразно разработать наглядные модели, например модель «естественнонаучная картина мира», модель «материя» [3. С. 25]. В первой — указать исходные философские идеи и представления, естественнонаучные теории, связь между теориями и т.п. Во второй — показать способы существования и формы движения, атрибуты материи и виды, ее структурность и системность и т.п. Разработанные модели системно использовать в дидактическом материале, как определяющие при изучении явлений природы.
Опираясь на взаимосвязь физики и философии, а также на принцип диалектики о всеобщей связи явлений, можно определить понятие «межпредметная связь» как наличие общих для связываемых явлений признаков и содержательныхха-рактеристик — объектов МПС [4]. Признаками МПС могут являться атрибуты, виды, структура материи. К основным содержательным характеристикам целесообразно отнести фундаментальные законы; связь осуществляется также и на уровне общих содержательных характеристик (понятий, законов, принципов и т.п.) для всех связываемых явлений. Такое понятие позволяет снять главное противоречие между целостным представлением о мире и частным его видением с позиции отдельной науки.
В качестве примера рассмотрим тепловые явления (8 класс основной школы). Признаками связи являются атрибуты материи — движение, взаимодействие, отражение, а содержательными ха-
рактеристиками — энергия, температура, большое количество частиц; основной содержательной характеристикой — фундаментальный закон природы сохранения и превращения энергии. Опираясь на признаки и содержательные характеристики как на объекты МПС, «связываются» учебные темы физики, химии и биологии.
При дальнейшем изучении признаков и характеристик МПС можно разработать их модели и законы.
В настоящее время существует несколько десятков классификаций МПС по их видам. Исследования В.Н. Максимовой [2] позволили по-новому подойти к классификации МПС. Основой классификации в ее исследованиях послужила структура учебного предмета, учебной деятельности процесса обучения. По результатам этого анализа В.Н. Максимова выделяет содержательно-информационные, операционно-деятельные, организационно-методические связи.
Проанализировав работы и публикации, принято решение за основу взять классификацию
В.Н. Максимовой. Данная классификация содержит виды связей, наиболее соответствующие по своему содержанию подструктурным элементам естественнонаучной теории.
Содержательно-информационные связи включают в себя: фактические, обеспечивающие углубленное и расширенное восприятие учащимися фактического материала; понятийные, обусловливающие комплексное формирование научных понятий; теоретические, отражающие осознанное усвоение теорий, входящих в содержание каждой изучаемой естественнонаучной дисциплины; по методам научного исследования, общим для естественных наук, цель их реализации — показать общность и взаимосвязь исследований, применяемых различными науками.
Операционно-деятельные связи включают в себя общие для циклов учебных дисциплин практические умения (измерительные, графические, вычислительные, вести наблюдения, эксперимент), работу с литературой (учебник, справочник и т.д.). Деятельные связи подразумевают связи, относящиеся к познавательной деятельности, поисковой деятельности и к практическим умениям.
Организационно-методические связи подразделяются на связи планирования, связи организации и исполнения, связи самоконтроля за исполнением.
Требования, предъявляемые к ученику после окончания обучения, подразделяются на «знать» и «уметь». Содержательно-информационные и операционно-деятельные МПС не только соответству-
ют по своему содержанию подструктурным элементам естественнонаучной теории, но и обеспечивают исполнения требований к обучению: «знать» — содержательно-информационные и «уметь» — операционно-деятельные МПС.
В решении задач проектирования МПС особо значимыми являются категории системности и преемственности.
Понятие «система» органически связано с понятием целостности, элемента, подсистемы, связи, отношения, структуры и др. [1. С. 46]. Для сис-
Связываемые учебные темы
темы характерно не только наличие связей и отношений между образующими ее элементами (определенная организованность), но и неразрывное единство со средой, во взаимоотношениях с которой система проявляет свою целостность.
При реализации МПС систему знаний можно разработать для определенного периода обучения, например учебный год (класс). При этом формировать так называемые горизонтальные связи, следуя учебным темам дисциплины «Физика» (табл. 1).
Таблица 1
(8-й класс основной школы)
Физика Химия Биология
Тепловые явления Изменение агрегатных состояний вещества Введение. Первоначальные химические понятия Общие свойства организма человека и уровни его организации
Простые вещества Опорно-двигательная система
Изменения, происходящие с веществами Пищеварение
Обмен веществ и энергии
Кровь
Выделение
Аналогично такая процедура выполняется для каждой учебной темы физики рассматриваемого периода (8-й класс основной школы).
Целесообразно разработать систему межпредметных знаний начиная с 8-го класса и далее для 9, 10, 11-х классов.
Таким образом, система знаний физики является основой для построения системы знаний естественных наук на базе МПС. В этом случае системные знания взаимно дополняют друг друга, преобразуя систему знаний в системность.
Преемственность выражается не только в том, что высшие формы движения материи возникают на основе низших, но и в том, что они включают эти низшие формы движения в свою новую структуру как бы «в снятом виде», подчиняя их себе. При этом низшие формы движения, войдя в состав более высоких форм движения, продолжают свою эволюцию и во многом определяют вновь возникшее качество более высокоорганизованных материальных форм движения.
Учебный материал каждой дисциплины естественнонаучного цикла построен при соблюдении этого принципа. Однако в отличие от химии и биологии учебный материал по физике построен по
«спирали», в каждом ее витке рассматривается уже изученное явление, но на более высоком уровне.
Формируя МПС на базе физики, а именно так называемые вертикальные связи, достигают выполнения принципа преемственности.
Выполнение обоих принципов при формировании МПС позволит разработать целостную систему обучения.
Построение целостной системы обучения целесообразно выполнять по следующей философско-дидактической модели:
— основание — модель изучаемого явления; диалектический принцип о всеобщей связи явлений природы, который требует не вырывать изучаемое явление из его связей с другими явлениями, рассматривать его в развитии, учитывая не только логический, но и исторический аспект, осуществлять возможно более полное и всестороннее изучение предмета;
— образовательное ядро — признаки МПС (атрибуты, виды, структура материи) и содержательные характеристики МПС (фундаментальные законы, а также система общих законов, принципы, понятия и т.п.); около это-
го ядра формируется система межпредметных знаний естественнонаучного цикла;
— воспроизведение — истолкование МПС с учетом принципов системности и преемственности и обеспечение целостности знаний.
Философско-дидактическая модель направлена на выполнение в обучении ряда основных функций МПС:
методологическая функция выражена в том, что только на основе МПС возможно формирование у учащихся диалектико-материалистических взглядов на природу, современных представлений о ее целостности и развитии, поскольку МПС способствуют отражению в обучении современного естествознания, которое развивается по линии интеграции идей и методов с позиций системного подхода к познанию природы;
образовательная функция МПС состоит в том, что с их помощью учитель формирует такие качества знаний учащихся, как системность, глубина, осознанность, гибкость. МПС выступают как средство развития понятий, законов, теорий, принципов, способствуют усвоению связей между ними и общими естественнонаучными понятиями;
развивающая функция МПС определяется их ролью в развитии системного и творческого мышления учащихся, в формировании их познавательной активности, самостоятельности и интереса к познанию природы. МПС помогают преодолеть предметную инертность мышления и расширяют кругозор учащихся;
воспитывающая функция МПС выражена в их содействии всем направлениям воспитания школьников в обучении; учитель, опираясь на связи с другими предметами, реализует комплексный подход к воспитанию. Конструктивная функция МПС состоит в том, что с их помощью учитель совершенствует содержание учебного материала, методы и формы организации обучения.
Эти функции МПС следует отразить при разработке дидактического материала для каждой конкретной учебной темы.
Проектирование МПС выполняется на основе философско-дидактической модели и применения следующих дидактических приемов: дидактические таблицы естественнонаучного цикла, календарно-дидактическая таблица учебных тем, аттестат МПС, план-карта интеграционных уроков, план-координация образовательного процесса.
Дидактические таблицы естественнонаучного цикла, календарно-дидактическая таблица учебных тем — основание модели; аттестат МПС — ядро модели; в аттестате есть раздел «обобщение», со-
держание которого отвечает требованиям воспроизведения модели.
В дидактических таблицах естественнонаучного цикла указываются изучаемые темы соответствующего учебного периода (учебный год, четверть и т.п.) и требования к уровню подготовки обучающего («знать», уметь») по каждому предмету с указанием тем лабораторных и практических занятий. Количество таблиц равно количеству связывающих предметов плюс таблица базового предмета. Таким образом, в таблицах указаны содержательные характеристики изучаемых тем естественнонаучного цикла.
Для разработки дидактической таблицы учебных тем и создания дидактической модели МПС в учебной теме необходимо воспользоваться данными дидактических таблиц естественнонаучного цикла и провести два структурно-логических анализа содержания учебных дисциплин: внутренний и внешний.
Внутренний — это структурно-логический анализ содержания изучаемой темы базового предмета на выявление ее ведущих положений и основных связеобразующих элементов. Анализируя содержание учебного материала по физике, считаем целесообразным использовать каждую учебную тему для формирования МПС.
Внешний — это структурно-логический анализ содержания тем других дисциплин учебного плана с целью определения степени перекры-ваемости их содержания с содержанием изучаемой темы базового предмета и выявления «опорных» межпредметных знаний, которые необходимо использовать, чтобы научно и всесторонне раскрыть ведущие положения изучаемой темы связывающего, рассматриваемого учебного предмета.
Такой анализ позволит определить основные, ведущие понятия, законы, исследования, эксперименты в связываемых темах определенного учебного периода, например полугодия, учебного года. Критериями отбора этого круга учебных тем являются:
— наибольшая значимость тем связываемых дисциплин для раскрытия ведущих, основополагающих идей учебного предмета;
— высокая степень обобщения и интеграции разнородных знаний в содержании связывающих учебных тем.
В календарно-дидактической таблице учебных тем указываются рассматриваемые учебные темы и количество часов, отведенное на их изучение. Первый шаг к формированию МПС целесообразно выполнить на уровне «связывания тем», напри-
мер, которые изучаются приблизительно за одинаковое количество часов каждым предметом.
На основе вышеуказанных таблиц разрабатывается аттестат МПС. Цель разработки аттестата МПС:
— на научной основе сформировать дидактическую модель МПС;
— отразить дидактическую целостность формирования МПС.
Аттестаты МПС разрабатываются двух уровней:
— первый уровень определяет системность обучения, так называемые «горизонтальные» МПС;
— второй уровень определяет преемственность обучения, так называемые «вертикальные» МПС.
Разработанные аттестаты должны всесторонне отражать положения естественнонаучной картины мира и отображать целостную систему знаний определенного учебного периода.
В аттестате МПС указываются:
— тип используемой связи;
— связываемые учебные темы;
— признаки связи;
— основные содержательные характеристики связи;
— отражение сформированных МПС в естественнонаучной картине мира;
— образовательные требования «знать», «уметь»;
— методический материал;
— обобщение.
Важное место в формировании МПС следует отвести планированию. Целесообразно применять следующие виды планирования:
— план-карта интеграционных уроков;
— план-координация образовательного процесса на основе использования МПС.
План-карта интеграционных уроков разрабатывается на основе аттестатов по МПС для определенного учебного периода (четверть, полугодие, год). Целесообразно разрабатывать план-карты на учебный год, назовем их перспективными, и на четверть или полугодие, назовем их оперативные, где указываются:
— темы базового предмета и темы связывающих предметов учебного периода;
— количество часов, выделяемых на изучение темы;
— период, например месяц, проведения интеграционного урока;
— номер аттестата;
— форма проведения урока, например комби-
нированная — лекция, решение задач, лабораторный практикум или практическое занятие — решение межпредметных задач; возможны и другие формы.
Цель данного этапа работы педагогического коллектива — поиск путей согласования действий отдельных педагогов, работающих в одном классе, на основе:
— разработки общей программы формирования ключевых компетентностей школьников;
— организации межпредметной проектной деятельности как одной из форм учебной деятельности в основной школе;
— разработки межпредметных учебных модулей.
В плане-карте отражается последовательность изучения учебных тем, поэтому она в определенной степени отражает принцип системности обучения.
На основе плана-карты класса (оперативная план-карта) формируется план-карта перспективная, на учебный год, где конкретно определены время и последовательность проведения интеграционных уроков, что устанавливает систематичность в обучении на базе МПС. Более того, она является важным средством управления учебным процессом. На ее основе руководители школы могут внести коррективы в расписание, проконтролировать своевременность прохождения особо важных учебных тем. Посещение уроков по узловым темам, связывающим знания учащихся по нескольким предметам, дает возможность руководителю школы увидеть предшествующую работу других учителей, усвоение учащимися нужных понятий, заранее спланировать и сократить общее количество посещений уроков.
План-координация образовательного процесса является особенным, по сути его можно назвать дидактическим планом. Здесь устанавливаются «реперные точки», определяющие знания и умения, сформированные на основе изучения МПС естественных наук, отражается система контроля результатов обучения, систематизируются аттестаты МПС, причем отдельно аттестаты, направленные на выполнение принципа системности, и отдельно — на выполнение принципа преемственности; систематизируются план-карты; обобщается методический материал поурочных разработок; формируется дидактический материал.
Таким образом, научно-дидактические основы проектирования МПС естественных наук позволяют сформировать целостную систему межпредметных знаний.
Библиографический список
1. Гурьев А.И. Методологические основы построения и реализации дидактической системы межпредметных связей в курсе физики средней школы. [Электронный ресурс]: Дис. ... д-ра пед. наук: 13.00.02: утверждена 30.05.2005 / А.И. Гурьев // — М.: РГБ, 2003. — 371 с. — Библиограф.: С. 298-336. — Из фондов Российской государственной библиотеки.
2. Максимова В.Н. Межпредметные связи в процессе обучения. — М.: Просвещение, 1988. — 191 с.
3. М.А. Тарасова, Т.С. Рогожина, Ю.В. Мосин. Концепции технологии формирования межпредметных связей естественных наук. Ученые записки Орловского государственного университета. Научный журнал, сери: «Естественные, технические и медицинские науки” № 2, 2009. — С. 44.
4. Похлебаев С.М. Методологические и содержательные основы преемственности физики, химии, биологии при формировании фундаментальных естественнонаучных понятий. [Текст]: Автореферат дис. ... д. п .н. /
С.М. Похлебаев. — Челябинск, 2007. — 49 с.
5. Тарасова М.А. О формировании межпредметных связей естественных наук. Школа и вуз: Инновации в образовании. Межпредметные связи естественных наук. Сборник научных трудов Всероссийской научнопрактической интернет-конференции. — Орел, 2009. — С. 134.
M. A. TARASOVA
SCIENTIFICALLY-DIDACTIC BASES OF DESIGNING OF INTERSUBJECT COMMUNICATIONS OF
NATURAL SCIENCES
In article questions of working out of scientifically-didactic bases of designing of intersubject communications (Ministry of Railways) of natural sciences are considered; concepts «intersubject communication», object of communication are given; questions системности are considered and the continuity, accepts filosofsko-didactic model of construction of complete system of training, didactic receptions of designing of Ministry of Railways are developed; scientifically-didactic bases are considered on concrete examples and directed on formation of integrity of world outlook potential of training
Key words: intersubject communications; technology; materialistic dialectics; the communication certificate; filosofsko-didactic model.
