Интегративное обучение и развитие естественно-научной культуры школьников

Разделы: Физика


Создание условий для становления и развития интегративного мышления учителя и обучаемых на всех уровнях образовательного пространства – задача номер один. Нужен выпускник с современным миропониманием, основанным на знании о взаимодействии в системе “человек-природа”, интегрально отражает мир и объективные связи в нем. Задача состоит не в собирательности знания, а в системно-целостном анализе любого явления природы и деятельности человека. Учебный проект – дидактический модуль или овеществленная педагогическая технология. Реализуются прямые и опосредованно-прикладные связи с биологией, химией, физкультурой, информатикой. Модуль включает: обзорную лекцию с сопровождающей презентацией и демонстрационным экспериментом, самостоятельную работу учащихся в группе над заданием проекта, публичную защиту информационного продукта. Ценность интегративного обучения еще и в том, что это мощное средство повышения квалификации.

1. Введение.

История физики богата событиями и свидетельствует, что на разных этапах развития физика по-разному строила отношения с другими науками о природе. Прав Р. Фейнман (Р.Фейнман, “Дюжина лекций: шесть попроще и шесть посложнее”,М., Бином, 2011), говоря, что “физика – современный эквивалент той давнишней натурфилософии, из которой выросло большинство современных наук”. Стремление исследователей природы к расширению числа объектов познания, более детальному проникновению в их суть, привело к раздробленности, расчленению наук о природе. И хотя современный этап развития естествознания стремится к интеграции, действительному обобщению знаний о природе, дифференциация естественных наук, привнесенная в систему школьного образования, остается действенной. Это выражается в школьном расписании. Во взаимоотношениях педагогов – предметников. В позиции отдельных классных руководителей, склонных поддерживать ничем необоснованное мнение родителей о нужных и ненужных школьных предметах.

В такой ситуации получить выпускника школы, имеющего целостное системное мировоззрение о единстве многообразия явлений и событий, участником которых он является, превращается в “легкое перышко несбывшейся мечты”. Это непременно скажется на его культуре организации отношений с природой и социумом, на его успешности в жизни.

Единение, интеграция естественных и гуманитарных знаний поможет разрешить созданное школой противоречие. В связи с этим, одной из приоритетных задач общеобразовательной школы является создание условий для становления и развития интегративного мышления учителя и обучаемых на всех уровнях образовательного пространства. Именно такой подход поможет вооружить выпускника современным миропониманием, которое “основано на знании о взаимодействии в системе “человек-природа ( И.Ю. Алексашина, “Естествознание”, М., Просвещение, 2007)”, которое интегрально отражает мир и объективные связи в реальном мире”, поможет ему перенести их в последующую жизнедеятельность.

II. Определение и аспекты интегративного обучения.

Некоторые мои коллеги склонны относиться к инновационным процессам, “как к хорошо забытому старому” и термин интеграция переводят как межпредметные связи. Однако это только малый аспект интеграции в обучении. К сожалению, четко сформулированного определения нет. Сколько исследователей этой педагогической идеи, столько и определений. Например, интеграция рассматривается как:

  • “движение системы к большой органической целостности” (И.П.Яковлев)
  • “ведущая форма организации содержания на основе всеобщности и единства законов природы, целостности восприятия субъектом окружающего мира” (Г.А.Монахов)
  • “целенаправленное объединение, синтез определенных учебных дисциплин в самостоятельную систему целевого назначения, направленную на обеспечение целостности знаний и умений” (В.К.Сидоренко).

Список можно продолжить. Мне ближе определение междисциплинарного подхода в синергетике (Р.Г. Баранцев, “Синергетика в современном естествознании”, М.,УРСС, 2003 ): “Подход, позволяющий с единой точки зрения взглянуть на многие явления, на объекты, изучаемые в разных научных дисциплинах”. Задача состоит не в собирательности знания, а в системно-целостном анализе любого феномена природы и деятельности человека.

В образовательном процессе интеграция может выполнять несколько функций. Во-первых, она может выступать как одна из целей педагогической деятельности. Цель-результат: ученик получает знания, которые представляют окружающий мир как систему, в которой все элементы взаимосвязаны, и он ученик, часть этой системы.

Во-вторых, интеграция может быть средством обучения. Рассматривая содержание предмета, мы ищем точки соприкосновения между фактами, явлениями, содержанием в других предметах, включаем их в контекст содержания предмета в различной форме.

В-третьих, интеграция может стать эффективным средством развития и учителя и учеников, если используются связи между различными формами мыслительных процессов, осваивается пространство методов естественнонаучного и гуманитарного познания.

Таким образом, интегративный подход – это интеграция целей, содержания, средств и методов обучения.

III. Практика межпредметной интеграции содержания.

Межпредметная интеграция предусматривает использование содержания, средств и методов естественнонаучных предметов при изучении физики. Результатом данного подхода является современное миропонимание и естественнонаучная культура. Выражением результата является:

  • “целостный взгляд на мир как систему;
  • ценностный взгляд на мир и место человека в нем (человек – часть природы);
  • эволюционный взгляд на мир – природу и человека в целом;
  • экологический взгляд на мир (И.Ю. Алексашина, “Естествознание”, М., Просвещение, 2007)”.

Наиболее активно, в рамках школьного методического объединения учителей естественнонаучного цикла, мною используются связи с биологией, химией. Анализ учебного содержания этих предметов позволил выделить темы, при изучении которых содержание биологии и химии естественным образом вписывается в содержание физики, содействует развитию системно-целостного взгляда на явления, самостоятельности, природнению общественнозначимых способов деятельности, навыков здоровьесбережения.

Ключевое физическое содержание

Дополняющее содержание биологии, химии

Форма включения

Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Корневое давление. Кровяное давление. Влияние давления на скорость и равновесие реакции. Решение качественных, экспериментальных задач. Презентация к уроку.
  Звуковые волны. Природа слуха: устройство уха, слуховое восприятие. Меры предупреждения ослабления слуха. Информация и анализ конкретных ситуаций, подготовленная самостоятельно учащимися. Учебное проектирование.
Механическая энергия, работа, мощность Биомеханика мышц, энергия и мощность мышечного сокращения Решение задач. Практические работы по определению работы и мощности мышц при выполнении физических упражнений.
  Законы сохранения. Энергетический обмен в клетке. Законы сохранения и превращения энергии в химических реакциях. Расход энергии организмом. Метаболизм и фотосинтез. Решение качественных, экспериментальных задач.
Агрегатные состояния вещества. Влажность. Липидные мембраны живой клетки. Информация о свойствах жидкокристаллической структуры мембран.
  Молекулярно кинетическая теория. Основное уравнение МКТ. Температура. Газовые законы. Размеры органических и неорганических молекул. Дыхание растений, животных и человека. Защита организма от переохлаждения. Роль кожи в теплорегуляции. Круговорот воды в природе. Тепловой эффект реакции. Решение экспериментальных, качественных и расчетных задач.
Электрическое поле, электрический ток. Биопотенциалы покоя и действия в живом организме. Электрические поля органов. Ионизация, ионная проводимость клеточных мембран. Гидролиз сахарозы, глюкозы, крахмала. Решение экспериментальных задач. Сравнительный анализ с природными и техническими устройствами. Создание обобщающих таблиц. Учебное проектирование.
Магнитное поле токов. Собственное магнитное поле человека. Влияние магнитных полей на организм человека. Информация и анализ конкретных ситуаций, подготовленная учащимися. Учебное проектирование.
Электромагнитные колебания и волны. Электромагнитные волны органов человека. Влияние электромагнитных волн на человека. Презентация к уроку. Информация и анализ конкретных ситуаций, подготовленная учащимися. Семинар-практикум.
Волновая и квантовая оптика. Природа и механизмы зрения. Меры предупреждения ослабления зрения. Презентация к уроку. Учебное проектирование. Решение задач.
Физика атомного ядра. Биологическое действие излучений на живой организм. Радиоизотопный метод измерения интервалов времени. Семинар-практикум. Решение качественных задач.

Интеграция учебного содержания обеспечивает оптимальные условия для становления целостного системного восприятия окружающей действительности. Создаются условия для обнаружения противоречий, проблем, когда ученик обнаруживает, что для решения возникшего интеллектуального затруднения ему недостаточно знаний и умений, которые он уже приобрел, что есть необходимость внутренней и межпредметной интеграции.

IV. Организационные формы интегративного обучения.

Цели интегративного обучения могут быть реализованы различными способами. Это может быть дополнительная информация на уроке, конференция, семинар-практикум по межпредметной проблеме, решение качественных, экспериментальных, исследовательских и расчетных задач.

Одной из форм межпредметной интеграции мною выбран учебный проект – дидактический модуль или овеществленная педагогическая технология по заданной теме. В данном случае реализуются прямые и опосредованно-прикладные связи с биологией, химией, физкультурой, информатикой. В своей практике использую эту форму в течение последних 3 лет. Темы учебных проектов выбираются: во-первых, в связи с их практической значимостью для жизни и здоровья учеников. Во-вторых, в связи с доступностью учебного содержания для самостоятельного освоения учениками. В–третьих, в связи с наличием интересной современной информации и видеоряда к содержанию, возможностью проведения учащимися учебного эксперимента.

Сегодня обозначился перечень таких тем:

  • “Рычаги и маятники нашего тела” (9-й класс),
  • “Как и почему мы слышим? Как сберечь слух” (9-й класс),
  • “Внешние электрические поля и биопотенциалы тела человека” (10-й класс),
  • “Электрический ток в различных средах” (10-й класс) (Приложение 1, Приложение 2, Приложение 4),
  • “Магнитное поле Земли и человек” (11-й класс),
  • “Природа зрения. Цвет и свет” (11-й класс),
  • “Человек и физические поля окружающего мира” (11-й класс) (Приложение 3, Приложение 4).

Все перечисленные темы – составляющая часть учебной программы, раскрывающие практическую значимость материала, помогающие выбрать стратегию поведения и способы действий в реальной жизнедеятельности.

По времени на дидактический модуль учебного проектирования требуется 3-6 часа (урока). Модуль включает: обзорную лекцию (ключевые вопросы темы) с сопровождающей презентацией и необходимым демонстрационным экспериментом – 1-2 часа, самостоятельную работу в группе из 2-4 учащихся над заданием проекта – 1-2 часа, публичную защиту выполненного информационного продукта – 1-2 часа. Чтобы ученики могли уложиться в отведенное время, готовится дидактическое сопровождение:

  • библиотека дополнительных текстов со ссылкой на учебные предметы, из которого взяты дополнения;
  • библиотека видеоизображений;
  • учебное оборудование для эксперимента, планы – задания каждой группе.

Все материалы выставляются на ноутбуки групп. В зависимости от объема содержания учащиеся разбиваются на группы. Они не должны быть многочисленными, но нужны для развития социальной практики. Группа должна подготовить сущностную презентацию из 3-5 слайдов и защитить ее перед классом. Очень часто публичная презентация превращается в дискуссию, в ходе которой обобщаются актуальные, теоретически и практически ценностные сущности содержания, раскрываются личностные ценности и ресурсы учеников.

Эффективной формой интегративного обучения является семинар-практикум. Это серия специально подготовленных качественных, экспериментальных заданий межпредметного содержания для выполнения на уроке. Задания объединены одной проблемой, требующей содержательного обобщения. Чаще всего это нестандартные задачи, требующие целостной творческой деятельности для решения. Нередко материалом для исследования, анализа предлагаются репродукции произведений изобразительного искусства, фотографии явлений природы, ситуаций. Такие задания не имеют готового ответа, побуждают учащихся размышлять, искать обоснование увиденному, формулировать собственное высказывание. Это очень ценные моменты, в которых “истина должна быть пережита, а не преподана (Г.Гессе, “Игра в бисер”)”.

Все организационные формы интегративного обучения раскрывают перед учащимися возможности:

  • проявить оперативность и гибкость мышления – умение увидеть новое в известном, выходить за рамки привычного способа действий;
  • проявить оригинальность мышления – умение использовать нестандартные способы решения;
  • развить глубину познания – умение делать понятийные обобщения;
  • проявить любознательность, активность мышления – умение осуществлять поиск в различных источниках и формах;
  • развить критичность мышления – умение анализировать и оценивать результаты деятельности.

Система различных форм позволяет говорить об использовании в образовательном процессе технологий интегративного обучения. Ценность интегративного обучения еще и в том, что это мощное средство повышения квалификации. Налаживаются коммуникативные, деловые связи учителей-предметников. Увеличивается содержательное поле обучения. Обнаруживаются точки профессионального роста посредством постоянной рефлексии: какие мои ресурсы востребованы? Какие ресурсы коллег срочно нужно освоить? По большому счету – это большая работа по преобразованию образовательного пространства школы. Интегративное обучение может быть идеей развития всего школьного коллектива.

Список литературы:

  1. Коршунова О.В. “Интегративно-дифференцированный подход к обучению физике в сельской школе”, диссертация www.dissercat.com
  2. Кубышкина С.А. “Интегрированные задачи в курсе физики как средство развития творческого мышления”, диссертация 2006, www.dissercat.com
  3. Антонов В.Ф, Черныш А.М, Пасечник В.И, Вознесенский С.А, Козлова Е.К, “Биофизика” учебник для вузов, М.,”Владос”, 2006.
  4. Алексашина И.Ю., Галактионов К.В., Дмитриев И.С., Ляпцев А.В, Соколова И.И, “Естествознание” интегрированный учебно-методический комплекс 10-11 класс, М., Просвещение, 2006.
  5. Тарасов Л.В., “Современная физика в средней школе”, М., Просвещение, 1990.
  6. Баранцев Р.Г. “Синергетика в современном естествознании”, М., УРСС, 2003.
  7. А.И.Семке, “Практические работы по физике с экологическим содержанием”, М., “Чистые пруды”, 2008.

13.02.2012

23 апреля 14:00–15:30 | Вебинар ТерраТех, Роскосмос, ГАОУ Школа № 1306