Естественнонаучная подготовка учащихся социально-гуманитарной направленности в системе начального профессионального образования

Нами расширен подход к пониманию принципа наглядности в преподавании естественнонаучных дисциплин, базирующийся на объединении культурологических и естественнонаучных приемов представления учебного материала. Теоретически обосновывается и используется в преподавании естествознания особо выделенный в культурных коммуникациях интегральный класс знаков - икони-ческие символы, совмещающие изобразительный компонент и смысловую многозначность, в пространстве которой транслируется информация вне вербальной оболочки. При этом содержание и специфические способы трансляции информации помогают передать смысл явления, недоступный вербальному языку.

Одним из методов познания, обладающих большой степенью наглядности, является специально организованное наблюдение природных процессов. Данный метод эффективно применяется нами при организации творческих, лабораторных работ, наблюдении за явлениями природы.

Пятнадцатилетние исследования результатов преподавания естествознания показали, что расширение перечисленных общепедагогических подходов и дидактических принципов и использование их в профессионально-ориентированном процессе проектирования, построения и преподавания интегрированных естественнонаучных курсов в учреждениях НПО и в современной профильной школе, позволяет более эффективно формировать мировоззренческие позиции личности.

В четвертой главе «Методика естественнонаучной подготовки учащихся, получающих профессии социально-гуманитарной направленности в системе НПО» рассматриваются вопросы отбора содержания, структурирования учебной информации, учебно-методического обеспечения курса «Естествознание». Здесь обоснованы и описаны основные методические подходы в аспекте предложенной концепции, описывается технологическая схема обучения естествознанию учащихся социально-гуманитарной направленности. После описания конкретной методики приводятся результаты педагогического эксперимента.

Для представления предлагаемой нами педагогической технологии обучения естествознанию учащихся социально-гуманитарной направленности используем технологическую схему - условное изображение технологии процесса, разделение его на отдельные функциональные элементы и обозначение логических связей между ними, описание поэтапной последовательности действий с указанием применяемых средств, приведенную на рис.2.

Считают, что педагогическая технология отличается от методики своей воспроизводимостью, устойчивостью результатов, отсутствием необходимости выполнения ряда условий (талантливый учитель, способные дети, заинтересованные родители и т.п.). Предлагаемая нами технология, скорее, относится к частно-методическому уровню, так как рассматривает совокупность методов и средств, используемых для обучения учащихся естествознанию с учетом их психофизиологических различий.

Профилизация общеобразовательного компонента в НПО, а также введение профильного обучения в средней школе, вызвали необходимость в учебно- методическом обеспечении интегрированного курса «Естествознание». Существующий образовательный стандарт курса естествознания (базовый уровень) для учащихся классов гуманитарного профиля определяет цели, содержание, требования к уровню подготовки выпускников. Базируясь на теории построения учебников и учебных пособий (С.Е. Каменецкий, И.М. Осмоловская, Н.С. Пурышева, В.Г. Разумовский, И.М. Титова, М.А.Холодная, И.Н. Якиманская и др.), а также собственных теоретических и экспериментальных исследованиях, мы создали учебно-методический комплекс курса «Естествознание» для учащихся социально-гуманитарной направленности НПО. Данный комплекс включает: учебную программу, поурочные планы, технологическую схему преподавания предмета, учебно-методические пособия по интегрированному курсу «Естествознание» для учителей и учащихся, интегративные таблицы и рисунки, виды и формы самостоятельных работ, учитывающие преимущественный тип мышления учащихся, предложены и апробированы подходы к организации естественнонаучного материала (на примере экспериментального учебника «Естествознание. Ч.1») и т.п.

Программа базового курса «Естествознание» для 10-11 классов гуманитарного профиля (которая используется в системе НПО для учащихся социально-гуманитарной направленности) рассчитана на 210 часов (3 часа в неделю) и полностью соответствует Федеральному компоненту государственного образовательного стандарта. Программа содержит следующие разделы: Человек в природе. Познание человеком окружающего мира (включает понятие о естественнонаучной картине мира и ее эволюции). Методы и способы научного познания природы. Фундаментальные взаимодействия и их роль в строении Вселенной на различных масштабах. Мегамир. Макромир. Микомир. Физические поля. Химические представления о строении материи. Биологические представления о строении материи. Случайные процессы и вероятностные закономерности. Роль информации в современной цивилизации. Вопросы разделов образовательного стандарта «Естественные науки и развитие техники и технологий» и «Естественные науки и человек» включены в вышеперечисленные разделы, т.к. по нашему мнению, они должны рассматриваться в неразрывной связи с изучением естественнонаучных законов и явлений природы.

Одной из основных целей естественнонаучной подготовки является формирование научного мировоззрения, базирующегося на основных концепциях современного естествознания: концепции единства человека и природы, концепции единения гуманитарной и естественнонаучной культур, концепции атомизма и континуальности строении материи, концепции строения Вселенной в микро- макро- и мега- масштабах, эволюционно-синергетическом представлении о возникновении и развитии живой и неживой материи и др.

На основании результатов исследований, описанных в главах I и II, нами определены требования к отбору содержания и структурированию курса «Естествознание» для учащихся групп социально-гуманитарной направленности:

- Уплотнять учебный материал за счет исключения вопросов частного характера, неструктурированного материала, сложных математических выводов, уменьшения количества однообразных расчетных задач в связи с относительно невысокой мотивацией изучения естественнонаучных предметов, трудностями в восприятии строгих логических выводов и сложного математического аппарата учащимися групп социально-гуманитарной направленности.

- Сохраняя научное содержание предмета, уделять большее внимание наглядному эксперименту, решению качественных задач, в которых используется не только рационально-логическое, но и образно-эмоциональное описание естественнонаучных явлений.

- Увеличивать объем гуманитарного материала, трансформировать ценностно-нейтральный материал так, чтобы он становился личностно значимым, развивающим интеллект и творческий потенциал, обеспечивал гармоничное развитие личности. Важным элементом является рассмотрение аксиологических сторон естественнонаучного знания, а также мировоззренческой, этической, эстетической составляющих науки.

? Учитывать особенности усвоения и воспроизведения информации учащимися, выбирающими профессии социально-гуманитарной направленности в системе оценивания естественнонаучных знаний. Использовать традиционные и нетрадиционные виды контроля (устные и письменные ответы на уроках, различные виды самостоятельной работы в классе и дома, традиционные лабораторные работы, домашние лабораторные и творческие работы, использование интегративных таблиц при написании эссе и сочинений, контрольные работы, экзамены и др).

Цели и задачи интегрированного курса естествознания, а также вышеприведенные требования, связанные с особенностями естественнонаучной подготовки учащихся социально-гуманитарной направленности, определили структуру и содержание курса естествознания, которую можно представить следующим образом (рис.3).

Основная идея внутрипредметной интеграции естественнонаучных дисциплин - разнообразие строения и форм природы на трех структурных уровнях организации материи и их связь с фундаментальными взаимодействиями. Как отмечает В.Н. Князев, различные типы фундаментальных взаимодействий сосуществуя, накладываются друг на друга. Такая суперпозиция характерна тем, что на том или ином уровне организации материи один из типов взаимодействий выступает на первый план как определяющий основные свойства этого уровня, другие же типы взаимодействий в этой области вносят вклад лишь в побочные явления.

Рассматривая структурные уровни организации материи, с учетом склонности к образно-эмоциональному восприятию информации учащихся групп социально-гуманитарной направленности, им предлагается шкала размеров объектов природы, на которой условно выделяются сверхбольшой масштаб (мегамир), земной масштаб (макромир), сверхмалый масштаб (микромир).

К межпредметной интеграции знаний необходимо отнести вопросы культурологического, морально-этического и философского характера. Обсуждение этих вопросов помогает осмыслить свое существование, свои жизненные планы. Важными являются вопросы, связанные с необходимостью осмысления человеком окружающего мира, нахождением своей «точки отсчета» в нем.

В процессе преподавания естествознания формируются межпредметные знания. Нами разработан такой дидактический материал, как интегративные таблицы, в которых систематизированы естественнонаучные знания по определенным разделам, соответствующим изучаемому материалу, и наиболее известные культурно-исторические события, относящиеся к данному периоду времени. Использование интегративных таблиц помогает формировать мировоззрение, основанное на понимании связей между природой, человеком, его идеями, воплощенными в гуманитарных и естественных науках и развитием человеческой цивилизации.

Например, таблица «Развитие представлений о строении вещества» помогает понять, что знания, которые мы берем из учебников в «готовом виде», были получены в результате длительной и напряженной работы человеческой мысли - от гениальных догадок Демокрита до современных исследований внутреннего строения вещества с помощью точнейших приборов. Но современное знание тоже не является абсолютно завершенным. В таком контексте изучения развития науки и культуры учащиеся осознают сложность и глубину научных исследований строения мира. Рассмотрение наиболее интересных и драматичных историй открытия научных законов и судеб известных ученых, соотнесение научных открытий с наиболее значимыми культурными событиями, приводит к многоконтекстному пониманию развития того или иного исторического этапа человеческой цивилизации. При таком построении курса «Естествознание» формируется картина мира, в которой естественнонаучные и гуманитарные знания не противопоставляются, а взаимно дополняют друг друга. Таблицы построены так, что учащиеся могут дополнить их наиболее важными, на их взгляд, научными и культурными открытиями, сделать сообщение, написать реферат.

Естественнонаучные знания, интегрируясь с гуманитарными знаниями, определяют общую культуру и образованность общества. С точки зрения расширения предмета познания, происходит увеличение связей его с другими предметами, возникают сложные системные закономерности в процессе интеграции знаний. Мы полагаем, что при расширении гуманитарной составляющей естественнонаучного образования количество разнородных элементов системы увеличивается, возрастает число средств коммуникации, в сознании человека образуются содержательно-логические связи не только между отдельными блоками учебного материала одного предмета, но и между знаниями, относящимися к различным структурам природы и человеческой культуры.

При структурировании учебных текстов учитывались психофизиологические особенности учащихся социально-гуманитарной направленности: преобладание правополушарного типа мышления, опора на 1-ю сигнальную систему, повышенная эмоциональность, невысокая мотивация изучения естественнонаучных предметов. Поэтому для иллюстрации содержания текстов используются простые схемы, диаграммы, документальные фотографии и репродукции художественных произведений. В начале каждого раздела учебника приводится эпиграф. Раскрывая его смысл и связывая со смыслом материала, изложенного в данном разделе, учащиеся находят связи между гуманитарным и естественнонаучным знанием. В учебные материалы, используемые на уроках естествознания, целесообразно включать фрагменты литературных произведений, связанных с изучаемым материалом. Мы полагаем, что это дает дополнительный импульс к творческой работе, повышает интерес к изучению предмета.

Для определения эмоциональной составляющей содержания учебно-методического комплекса, разработанного нами, возможности обучаться с помощью учебника самостоятельно и интереса к содержанию учебного материала был проведен письменный опрос учащихся групп гуманитарных направлений профессионального лицея №11г. Томска с целью сравнения учебников физики, которыми учащиеся пользовались в 7-9 классах, с экспериментальным учебником «Естествознание» ч.1. Учащиеся отдали предпочтение обучению с использованием нашего учебно-методического комплекса.

В процессе обучения естествознанию учащихся социально-гуманитарной направленности необходимо использовать рациональные и образно-эмоциональные подходы в познании природы. В рамках системного подхода, эти компоненты дополняют друг друга и взаимно компенсируют недостатки. Таким образом, создается органично сочетаемая связь знаний о естественнонаучных законах окружающего мира и знаний о мире человека с его смыслом существования, ценностными ориентирами, идеями.

Эффективным методическим приемом структурирования учебного материала интегрированного курса «Естествознание» является укрупнение дидактических единиц (УДЕ). Педагогическое направление УДЕ рассматривалось П.М. Эрдниевым, Д.Б. Элькониным, С.Л. Рубинштейном, А.Н. Леонтьевым, М.И. Махмутовым, Г.И.Саранцевым, Е.Ю.Мигановой и другими учеными, которые отмечали, что благодаря такому подходу формируется целостное представление об изучаемом объекте. Основным положением теории УДЕ является идея крупноблочного построения программного материала. На основании исследований вышеперечисленных авторов, мы выделили целостные группы родственных единиц содержания предмета (см. рис.3). В свою очередь, например, содержание раздела «Строение природы» представлено тремя крупными блоками, внутри которых определяющим является один из видов фундаментального взаимодействия в масштабах микромира, макромира, мегамира. Благодаря такому подходу, как показывает наш опыт, формируется представление о мире как о единой системе, все части которой взаимосвязаны и имплицитно сочетаемы.

В связи с тем, что учащиеся, выбирающие гуманитарную образовательную траекторию, как правило, ориентированы на восприятие образно-конкретных свойств объектов окружающего мира, особого внимания требует использование средств наглядности в процессе обучения. Наглядные средства обучения относятся как к гуманитарной, так и к естественнонаучной областям знания, делают учебный материал более ярким, убедительным, эмоционально значимым. При конструировании курса «Естествознание» принцип наглядности учитывался в реализации алгоритмической модели методики уроков естествознания, в структуре учебника, в подборе лабораторных работ и творческих заданий.

В процессе преподавания естествознания эффективным приемом является использование визуальных образов и интегративных картинок. Их содержание и специфические способы трансляции информации позволяют передать смысл явления, недоступный вербальному языку. Как отмечалось выше, в процессе обучения происходит циркуляция и преобразование (кодировка и декодировка) информации. Процесс «перекодирования» сигналов осложняется тем, что, согласно учению И.П. Павлова о физиологических основах высшей нервной деятельности, человек общается с окружающим миром с помощью 1-й и 2-й сигнальных систем. В связи с тем, что информация кодируется и в виде образов, и в виде абстрактных символов (слов), у части обучаемых мысленные образы не вполне адекватны реальным объектам. И.П. Павлов предупреждал, что пользование языком и словесным мышлением таит в себе опасность отрыва мысли от действительности. Использование иконических символов (интегральный класс знаков, совмещающий изобразительный компонент и смысловую многозначность в пространстве которой транслируется информация вне вербальной оболочки) в процессе передачи информации, упрощает этот процесс, т.к. невербальная информация не требует неоднократного «перекодирования», в процессе которого возникают и транслируются разнообразные неточности и ошибки, связанные с различием тезаурусов учителя и ученика.

Одним из средств наглядности является организованное наблюдение (Б.Г.Ананьев, Л.В.Занков, Л.Я. Зорина, М.А.Данилов, Б.П. Есипов, С.Л. Рубинштейн). Чтобы наблюдение можно было отнести к общим методам познания, необходимо: сформулировать цель наблюдения; определить методику наблюдения; выбрать средства для наблюдения; зафиксировать результаты наблюдения и провести их анализ. Процесс наблюдения при изучении естественнонаучных законов имеет ряд преимуществ над опытом, поставленным в лабораторных условиях.

К сожалению, учащиеся групп социально-гуманитарной направленности не всегда могут осуществлять целенаправленную деятельность наблюдения. Об этом говорят результаты эксперимента, проведенного в профессиональном лицее №11 г. Томска. Отсутствие навыков наблюдения у учеников нельзя связать с обучением у какого - либо конкретного учителя, т.к. в структуре лицея предусматривалась организация только 9-11 классов - до этого учащиеся обучались в различных школах города Томска. Так, после изучения темы «Явление поверхностного натяжения жидкостей» учащимся было предложено осуществить наблюдение образования капли и описать процесс, используя имеющиеся у них теоретические знания. Большинство учащихся испытывали значительные затруднения при выполнении этого задания. В результате наблюдения фиксировались и описывались несущественные признаки явления, или вовсе второстепенные. После первой попытки описания процесса образования капли совместно с учителем был составлен план деятельности наблюдения и проведен повторный процесс. Для оценки результатов наблюдения в качестве инвариантов (по мнению А.М. Сохора - это компоненты или характеристики объекта, которые остаются неизменными при определенных преобразованиях этих объектов) были выбраны следующие понятия и определения - «явление поверхностного натяжения», «сферическая форма имеет минимальную площадь поверхности», «сила тяжести». Результаты данного эксперимента приведены на рисунке 4.

Правильно составленный план деятельности наблюдения, имеющий четкие целевые установки, значительно повышает осознанность и качество выполнения эксперимента, позволяет использовать наблюдение как метод научного познания. Подтверждением того, что учащиеся групп гуманитарной направленности предпочитают метод наблюдения другим методам, являются результаты опроса, приведенные в таблице 1.

В процессе изучения окружающего мира используются оба способа познания природы - эмоционально-образный и рациональный, хотя в естественных науках превалирует рациональный способ. Эмоциональный компонент, который определяется мотивами, эмоциями, неосознаваемыми целями и многим другим, что, как считает Д.А. Поспелов, «отличает мышление человека от того, что сейчас удается реализовать в компьютерах», является объективно существующим элементом человеческого мышления, который пока не удается учесть в работах по искусственному интеллекту. Соединение в единое целое образной, символьной, слуховой, тактильной и иной информации, отражающей одну и ту же сущность реального мира, приводит к идее единого глубинного стандартного кода, позволяющего, единообразным способом кодировать разнородную информацию.

Таблица 1

Определение предпочтений практических работ учащимися групп социально-гуманитарной направленности

По мнению Д.А. Поспелова, идея интегрирования образной и символьной информации витает в воздухе в течение последних лет, но еще далека от завершения. На вербально-визуальном уровне эта идея представлена в системах «текст-рисунок-текст», где рассматриваются процессы преобразования от текста к рисунку и обратно.

Известный психолог В.М. Аллахвердов, анализируя причины эмоционального воздействия художественных произведений на человека, предполагает, что при нахождении ответов в определенных ситуациях сознание использует информацию, накопленную в бессознательном. Чтобы сознание начало работать с накопившимися задачами, в информации, с которой имеют дело ученики, необходимо наличие противоречий, осознаваемых или неосознаваемых. Один из приемов организации художественных текстов - создание межтекстуальных связей, когда один текст символизирует другой. В.М. Аллахвердов приводит примеры из области искусства и художественных текстов, однако отмечает, что подобное наблюдается и в естественных науках. Нами использовался этот прием при написании экспериментального учебника естествознания и других учебных пособий. Гуманитарная конструкция текста с большим количеством примеров из повседневной жизни, описание переживаний и чувств людей при наблюдении того или иного явления природы, факты и истории из биографии великих людей и мировых открытий, стихи и цитаты из литературных произведений перемежаются с естественнонаучными законами, теориями, фактами. Такой текст воспринимается как неосознанное противоречие, при этом включается механизм сознания, чтобы избавиться от них. Это приводит к возникновению у обучающихся положительных эмоций, которые способствуют запоминанию и осмыслению изучаемого предмета.

Учитывая психофизиологические особенности учащихся социально-гуманитарной направленности, изложенные выше, а также идеи о восприятии и кодировании информации, предложенные философами (Ю.М. Лотман, М.С. Кухта), физиологами (И.П. Павлов), специалистами в области искусственного интеллекта (Д.А. Поспелов), основанные на необходимости координированной работы 1-й и 2-й сигнальных систем, обращение и к левому, и к правому полушарию головного мозга с помощью систем «текст-рисунок-текст», активному использованию иконических символов как коду образно-эмоциональной информации мы предложили модель методики уроков естествознания, которую можно назвать алгоритмической, т.к. она базируется на определенном алгоритме. Согласно Ф.И.Перегудову и Ф.П. Тарасенко, в последние годы стала осознаваться алгоритмичность любой деятельности. При этом отходят от математического понимания алгоритма: допускается включение в алгоритм указаний на неформализуемые действия, лишь бы они правильно понимались и выполнялись людьми.

Методика урока естествознания предполагает следующие этапы:

А) Перед изучением какого-либо природного явления или процесса, его необходимо наблюдать в природе. Если это невозможно, нужно представить ученикам наглядную модель (возможно, компьютерную), приближенную к реальности.

Б) Естественнонаучные явления представляются в виде образной, символьной, слуховой информации, отражающей одну и ту же сущность данного явления, что позволяет определенным образом кодировать разнородную информацию.

В) На основании обобщенного представления об изучаемом явлении, дается четкая словесная формулировка, математическое доказательство, лекционная демонстрация.

Г) Используя полученные знания об изучаемом объекте природы, учащиеся приводят разнообразные примеры и очерчивают круг наблюдаемых явлений, объясняемых с помощью изучаемого закона. При этом их знания о естественнонаучных законах природы переходят на более высокий уровень. Схема алгоритмической модели методики урока естествознания изображена на рис. 5.

Таким образом, при объяснении естественнонаучных явлений, возможно использовать и логически-рациональные и образно-эмоциональные информационные компоненты. При этом происходит интегрирование образной и символьной информации, что, согласно Д.А. Поспелову, приводит к «наложению друг на друга однородных сущностей (образов, сцен, процессов и т.п.). Результатом концентрации является некоторый сгусток, отражающий то сходное, что есть в сущностях». Психологи утверждают, что многократное повторение одних и тех же слов и фраз (в естествознании - терминов, понятий определений) вскоре перестает восприниматься человеком. В психологии это называется «феноменом семантического насыщения». В используемом нами подходе такие повторения осуществляются с помощью эмоционального насыщения и использования различных видов информации, что повышает эффективность процесса обучения.

Для определения места и роли лабораторных работ в курсе естествознания для учащихся социально-гуманитарной направленности, принимались во внимание основные цели и задачи данного курса: формирование естественнонаучного мировоззрения, осмысление строения мира, исходя из его единства. Кроме того, необходимо учитывать тот факт, что в курсе естествознания число часов, отводимых на лабораторные работы, меньше, чем в традиционных естественнонаучных предметах. Учитывая психофизиологические особенности личности обучаемых, при подборе лабораторных работ следует опираться на следующие положения: по содержанию учебного материала - отдавать предпочтение наблюдению естественнонаучных процессов; по дидактическим целям - считать основными целями изучение нового материала и формирование практических умений и навыков; по методам выполнения - широко использовать наблюдения, качественные опыты; по формам организации отдавать предпочтение индивидуальным лабораторным работам, использовать возможности домашних экспериментов.

Как отмечалось выше, учащиеся социально-гуманитарной направленности НПО, обладая повышенной эмоциональностью, не имеют глубокой мотивации к изучению естествознания, но в домашних условиях в комфортной для них обстановке могут моделировать наблюдаемое явление, проводить планированное наблюдение, осуществляя поиск необходимого материала по учебникам, энциклопедиям и другим книгам, использовать возможности Интернета, привлекать к своей работе близких им людей. Опыт показал, что при такой организации познавательной деятельности учащиеся проявляют творческую активность. Так, при выполнении домашней лабораторной работы, заключающейся в создании простейшего источника тока из лимона (или другого кислого или соленого фрукта или овоща) и двух электродов, учащиеся проявили удивительную изобретательность и находчивость. Для повышения интереса к выполнению данной работы и созданию эмоциональной окраски деятельности, работа была названа «"Дегустация" электрического тока». Дифференцированные домашние задания побуждают учащихся к творчеству, формируют личностное отношение к естественнонаучному знанию, стимулируют самостоятельную работу.

Однако, несмотря на то, что большинство учащихся социально-гуманитарной направленности предпочитают практические работы, основанные на наблюдении (см. таблицу 1), им предлагается выбор характера деятельности при выполнении лабораторной работы: репродуктивный, иллюстративный, частично-поисковый. В Приложении приводятся, в качестве примера, различные варианты лабораторной работы «Изучение поверхностного натяжения жидкости» и домашней лабораторной работы «Изучение звездного неба».

Учащимся профессионального лицея также предлагался выбор при выполнении домашнего задания. Изучаемый материал можно представить в виде рассказа, стихов, эссе в которых ученик выражает свой опыт и личное отношение к изучаемому явлению. Кроме этого, после каждого урока учащимся предлагалось изобразить изученный материал в виде схемы, таблицы, художественного или схематичного рисунка, которые необходимо снабдить кратким научным описанием изображаемого процесса или явления. Структурирование текста, план опыта, составление схем, таблиц и т.п. является особым видом наглядности, связанным с визуализацией мыслительных процессов. Выстраивая какую-либо структуру графически, человек распространяет действие принципа наглядности на мыслительные процессы.

Роль рисунков в процессе изучения курса естествознания многопланова. С одной стороны, как отмечалось выше, часть рисунков, используемых при объяснении нового материала, можно отнести к иконическим символам - невербальным статическим объектам, которые совмещают изобразительный компонент и смысловую многозначность транслируемой информации, недоступные вербальному языку. Выполнение домашних работ в виде рисунков играет позитивную роль, так как рисунки в этом случае, способствуют возможности визуализации мыслительных процессов. Известно, что одним из приемов арттерапии является процесс изображения на рисунках тех состояний и переживаний, которые человек не полностью, а иногда, вообще не осознает. Вынесенные «на поверхность», они становятся видимыми, что позволяет рефлексировать по их поводу. Аналогичный процесс происходит в том случае, когда во время изучения какой-либо темы выполняются рисунки изучаемого объекта или явления, определяется ценностно-эмоциональное отношение к нему, выражается его внутренняя природа.

Для учащихся с рациональным стилем мышления предлагаются нестандартные вычислительные задачи, в которых решение находится не простым использованием расчетной формулы, а сопровождается некоторым поиском.

Кроме самостоятельной работы дома, предлагается несколько видов самостоятельной работы в классе, методика проведения которой основана на индивидуальных особенностях учащихся социально-гуманитарной направленности. В IY главе диссертации проводится обоснование отбора видов самостоятельной работы на уроке. Предпочтение отдается работе с научно-популярными текстами с целью систематизации, структурирования, формирования критического отношения к естественнонаучной информации, сравнению моделей природных объектов, самостоятельной проверке знаний, основанной на ассоциативных представлениях.

Роль образования не сводится к передаче суммы конкретных знаний, оно формирует ментальные ценности культуры, которые дают человеку возможность понять смысл жизни с ее общечеловеческими ценностями. Д. Бом считает, что целостное мировоззрение оказывает влияние на ценностные представления человека. Он утверждает, что главное содержание культуры составляют наука, искусство и духовность. Пока эти элементы разобщены, общество рассогласовано, культура постепенно утрачивает смысл, общество теряет ценности и цели.

Мы выделяли следующие положения, на которые опирались при формировании нравственных ориентиров в процессе изучения курса «Естествознание»: А. Одна из особенностей научного познания - приоритет факта над теорией, который в науке признается независимо от того, хотим мы этого или нет. Такое отношение к факту дает возможность показать ученику значение объективной истины, что позволяет выстраивать нравственные законы поведения. Б. Эмпирические законы естественных наук верифицируемы, опытно проверяемы. Теоретические принципы согласуются с опытными фактами. Это положение может являться предпосылкой ответственности личности за свои решения и поступки - каждый поступок, совершенный субъектом, может и должен быть объяснен, осмыслен, его последствия должны быть прогнозируемы. В. Возможность различных интерпретаций естественнонаучных явлений, использование интегративных подходов к объяснению природных процессов создают предпосылки воспитания у учащихся терпимости, уважительного отношения к другим, отличным от их собственного мнениям, толерантности, ментальной совместимости. Г. Атмосфера творчества, отличающая научную среду, позитивно оценивается молодежью. Известными учеными творчество признается познавательной, нравственной, эстетической ценностями, с которыми многие современные «радости жизни» несравнимы. Помимо вклада в прогресс человечества, научное открытие дает высшее наслаждение творческим процессом.

Для оценивания естественнонаучных знаний и сформированности мировоззрения учащихся при изучении курса естествознания нами разработана традиционно-рейтинговая технология, сочетающая эффективность рейтинговой и простоту традиционной пятибалльной систем, которая более понятна и приемлема для учащихся и их родителей. Каждый вид традиционной или инновационной учебной деятельности (устные и письменные ответы на уроках, различные виды самостоятельной работы в классе и дома, традиционные лабораторные работы, домашние лабораторные и творческие работы, использование интегративных таблиц при написании эссе и сочинений, контрольные работы, экзамены и др.) оценивается максимальным баллом - от 3 до 5. После изучения каждого раздела учебного курса оценки суммируются, выводится средняя условная оценка, позволяющая ученику осознать свою успешность.

Исследование сформированности естественнонаучного мировоззрения предполагает изучение когнитивной, мотивационной, ценностно- рефлексивной сторон личности как результата специально организованного педагогического воздействия. Сложность проблемы определения сформированности мировоззрения требует использования не одного стандартного теста или опросника, а разнообразных подходов и приемов и их комплексной оценки. Большинство исследователей (И.Ю. Алексашина, Н.А. Менчинская, Е.Б. Редькина, В.Н.Мощанский, Г.П. Щедровицкий и другие ученые) считают, что процесс формирования мировоззрения - целостный процесс, характеризующийся нерасчлененностью сознания. При исследовании формирования мировоззрения необходимо найти такие подходы, которые позволяли бы не расчленять и детализировать данную область сознания, а диагностировать ее целостно. Это, практически, невозможно, т.к. любой ответ на вопрос всегда детализирует и расчленяет исследуемую область. Именно поэтому тесты, определяющие уровень сформированности мировоззрения, считаются одними из сложных и по подходам к их составлению, и по их интерпретации. Э.И. Моносзон, Р.Р. Правдик, Р.М. Рогова отмечают, что для выявления уровня сформированности мировоззрения эффективно использовать сочинения, рефераты, дневники, письма, устные рассказы, а также картины и другие произведения искусства. По ним можно судить о формировании у учащихся мировоззренческих установок, об усвоенных понятиях и идеях, о логике суждений и умозаключений, формировании морально-нравственных ориентиров.

При оценке сформированности естественнонаучного мировоззрения учащихся групп социально-гуманитарной направленности в системе НПО мы принимали во внимание следующие критерии: знание основных естественнонаучных понятий, теорий, законов; знания о естественнонаучной картине мира и ее эволюции; знание методов научного познания строения природы; умение применять полученные знания для объяснения явлений окружающего мира; понимание взаимосвязи естественнонаучно и гуманитарного знания об окружающем мире; умение самостоятельно получать и расширять естественнонаучные знания, критическая оценка публикаций в СМИ ресурсах Интернета и научно-популярной литературе; определение собственной позиции по отношению к обсуждаемым в обществе проблемам науки, морально-нравственным проблемам общества.

В своей работе мы использовали систему методов, позволяющих судить о сформированности элементов естественнонаучного мировоззрения, включающую:

· Анализ естественнонаучных знаний мировоззренческого характера.

· Использование тестов и опросников о методах научного познания мира.

· Написание рефератов, использование интегративных таблиц, в которых интегрируется гуманитарное и естественнонаучное знание.

· Литературные творческие работы - стихи, эссе, рассказы с естественно-научным содержанием.

· Рисунки, эскизы, схемы, снабженные кратким описанием, связанным с изучаемой темой.

Мировоззренческая ориентировка личности включают в себя систему понятий о научном познании мира, об уровне научного знания в современном обществе. С целью проверки эффективности предлагаемых методик в формировании мировоззренческих позиций, учащимся социально-гуманитарной направленности предлагался ряд вопросов о современных методах научного познания мира, границах познания, о соотношении гуманитарного и естественнонаучного знания и роли человека в природе в начале изучения курса и в конце первого семестра обучения, в которых форма ответа сочетала признаки открытого и закрытого тестов. Варианты ответов были составлены в форме утверждения, которые необходимо продолжить (в опросе участвовало 174 человека). Приведенная ниже диаграмма (рис.6.) иллюстрирует результат проведенного исследования.

Современное представление человека об окружающем мире предполагает системное знание о строении Вселенной в масштабе мегамира (галактик, звезд, планет). Разработанный нами экспериментальный интегрированный курс «Естествознание», включает данные вопросы, как значимые для формирования современного мировоззрения. Знание этих вопросов отслеживалось у учащихся профессионального лицея №11 г. Томска в начале и в конце семестра.

Рисунок 6. Количество ответов, свидетельствующих о сформированности элементов современного научного мировоззрения до (левый столбец) и после (правый столбец) изучения курса «Естествознание».

В опросе принимали учащиеся групп физико-технической направленности, не изучавшие курс «Естествознание» (контрольные группы) и учащиеся групп социально-гуманитарной направленности (секретарь-референт, секретарь), которые изучали данный курс (экспериментальные группы). На рисунке 7 показано изменение представлений учащихся о строении Вселенной в масштабе мегамира на начало и конец семестра.

а б

Рисунок 7. Процент правильных (и частично правильных) ответов в контрольных и экспериментальных группах на начало семестра (а) и конец семестра (б).

Расчет среднего значения коэффициента полноты выполнения задания k:

 ,

(где z_i - количество правильных ответов, данных всеми учениками,

z_m - максимально возможное количество правильных ответов,

N - количество учащихся, принимавших участие в эксперименте) показывает, что в контрольных группах в начале семестра k = 0,584, в конце семестра k₁ = 0,589. В экспериментальных группах - на начало семестра k = 0,36, на конец семестра k₁ = 0,76.

Видно, что до начала изучения раздела по всем вопросам количество правильных ответов было больше в контрольных группах. Это можно объяснить тем, что, как правило, учащиеся, выбравшие физико-технический профиль, больше интересуются естественнонаучными вопросами строения мира. Но после изучения курса естествознания учащиеся экспериментальных групп ориентируются в вопросах строения Вселенной лучше учащихся контрольных групп.

Для статистической обработки данных результатов мы применяли критерий хи-квадрат (ч²), который часто используется в тех случаях, когда необходимо сравнить результаты двух независимых выборок, измеренных по шкале порядка.

Для степени свободы н = С-1 (в нашем случае н =7-1= 6), вероятность допустимой ошибки р = 0,05. Критическое значение, найденное по таблице ч²критич. = 12,6. В контрольных группах полученное значение ч²экспер. =1,59 (то есть ч²экспер.? ч²критич.). В связи с этим нельзя утверждать, что между результатами опросов учащихся на начало и конец семестра имеются статистически значимые отличия.

В экспериментальных группах при критическом значении ч²критич. = 12,6, полученное значение ч²экспер. = 42,8. Так как ч²экспер.? ч²критич., то с вероятностью допустимой ошибки р = 0,05 нулевая гипотеза отклоняется и принимается гипотеза о различии распределения объектов в рассматриваемых выборках, т.к. в результатах опросов учащихся, взятых до изучения курса естествознания (начало семестра) и после его изучения (конец семестра) имеются статистически значимые отличия.

Таким образом, проведенный статистический анализ подтверждает тот факт, что знания в области мировоззренчески значимых вопросов у учащихся экспериментальных групп в конце семестра (после изучения курса естествознания) значительно выросли, чего нельзя сказать об учащихся контрольных классов (не изучавших курс естествознания). Можно сказать, что существует положительная тенденция формирования естественнонаучного мировоззрения учащихся НПО социально-гуманитарной направленности.

Комплексный анализ результатов изучения курса естествознания учащимися социально-гуманитарной направленности в системе НПО позволяет утверждать, что гипотеза о том, что естественнонаучная подготовка учащихся, получающих профессии социально-гуманитарной направленности в современной системе НПО будет эффективной, если: вместо отдельных предметов естественнонаучного цикла, преподавать интегрированный курс естествознания, направленный на формирование мировоззренческих, культурологических и практико-ориентированных характеристик личности; при отборе и структурировании содержания, дидактического обеспечения и методик преподавания курса «Естествознание» для учащихся, получающих профессии социально-гуманитарной направленности, учитывать их психофизиологические особенности процесса восприятия и переработки информации; в методике уроков естествознания интегрировать как образно-эмоциональные, так и рациональные информационные составляющие подтверждена.

На основании обобщения результатов теоретического и практического исследования нами сделаны следующие выводы, представленные в заключении:

· Анализ современной литературы позволяет заключить, что процессы интеграции, происходящие в науке, отражаются в образовании, что является одним из факторов создания интегрированных естественнонаучных курсов в России и за рубежом.

В настоящее время существуют исследования отдельных вопросов, относящихся к интегрированному курсу естествознания. Однако преподавание данного предмета для учащихся, получающих профессии социально-гуманитарной направленности в учреждениях начального профессионального образования и старших классах гуманитарного профиля средней школы как общая педагогическая проблема не исследовалась. Отсутствуют методические рекомендации по организации курса как целостной учебной дисциплины. Несогласованное решение отдельных задач, связанное с отсутствием комплексного теоретического подхода к естественнонаучному образованию, игнорирование различия индивидуальных свойств личности при обучении приводит к тому, что большим количеством учащихся, выбирающих гуманитарную образовательную траекторию, естественнонаучные знания отторгаются как неинтересные, ненужные в будущей профессии, слишком сложные. Как следствие, это отрицательно сказывается на формировании научного мировоззрения и профессиональной успешности специалистов социально-гуманитарной направленности.

· В работе предложена и обоснована концепция естественнонаучной подготовки учащихся социально-гуманитарной направленности в системе НПО, включающая методическую систему разработки содержания и механизмов реализации естественнонаучной подготовки учащихся, учитывающая психофизиологические особенности личности обучающихся, преимущественный конкретно-образный тип мышления, относительно низкую мотивацию изучения предметов естественнонаучного цикла - для осуществления целей и задач учебного предмета. Концепция основана на системном подходе и состоит из трех взаимосвязанных элементов: психологического - предполагающего учет психофизиологических особенностей личности обучаемого, его индивидуального познавательного стиля, в соответствии с которым учащиеся отдают предпочтение тому или иному методу познания окружающего мира; дидактического - предполагающего, что стандартный набор имеющихся дидактических средств не является единственно возможным для достижения поставленных целей; методического - обеспечивающего специфическое преобразование учебного материала и выбор методик преподавания с учетом индивидуальных свойств личности.

В процессе перехода от преподавания частнопредметных дисциплин к интегрированному курсу естествознания, который базируется на внутрипредметной и межпредметной интеграции знаний и является не простым сложением известных элементов, а представляет собой новую системную организацию естественнонаучного знания, у учащихся происходит органичное формирование единой картины мира, на базе которой эффективно формируется современное научное мировоззрение, не возникает негативного отношения к научным объяснениям природных и социальных явлений, повышается мотивация к изучению естествознания. Учитывая экспоненциальный рост знаний в современном обществе, предложенная концепция опирается, в основном, не на детализацию, дифференциацию, углубление знаний, а на базу интегрированных знаний, формирующих современную естественнонаучную картину мира как основу для дальнейшего развития личности.

· Проведены отбор содержания и конструирование интегрированного учебно-методического комплекса курса «Естествознание» с учетом требований государственного образовательного стандарта, современных идей педагогической интеграции, психофизиологических особенностей учащихся. Выявлены требования к отбору содержания и конструирования учебно-методического комплекса. В соответствии с целями и задачами, сформулированными в образовательном стандарте, предложена структура содержания учебного курса, включающего основные концепции современного естествознания, показывающая разнообразие строения и форм организации природы на трех основных уровнях организации материи - микро-, макро-, мега- уровнях. Основные концепции современного естествознания преломляются в трех направлениях: «строение природы», «человек», «взаимодействие человека с природой». Эти элементы неразрывно связаны и являются основанием внутрипредметной и межпредметной интеграции курса естествознания.

· Разработана технологическая схема обучения естествознанию в группах социально-гуманитарной направленности, включающая цели и задачи учебного курса, концептуальную основу, методы и формы деятельности учителя и ученика, традиционно-рейтинговую технологию диагностики учебного процесса.

· Разработано дидактическое и методическое обеспечение естественнонаучной подготовки учащихся социально-гуманитарной направленности в системе НПО: учебные программы, поурочные планы, виды организации самостоятельной работы на уроках и дома, учебно-методические пособия по курсу «Естествознание», формы интегративных таблиц, способствующих гуманитарным и естественнонаучным знаниям взаимно дополнять друг друга при формировании современного научного мировоззрения. При разработке данного комплекса учитывались особенности личности учащихся социально-гуманитарной направленности, что позволило обеспечить дифференцированный процесс обучения естествознанию.

· Предложена алгоритмическая модель методики уроков естествознания, интегрирующая образно-эмоциональные и рациональные информационные составляющие, что делает учебный процесс более эффективным. При разработке данной модели принимали во внимание основы физиологического учения И.П. Павлова, согласно которым, использование сигналов, существующих только на словесно-знаковом уровне и не подкрепленных наблюдением природного явления или правильно поставленного эксперимента, ведет к некоординированной работе 1-й и 2-й сигнальных систем, что не может способствовать эффективному усвоению необходимой информации. Обосновано использование статических эмоционально-образных знаков - иконических символов, которые облегчают сложный процесс «перекодирования» сигналов (информации).

· В результате проведенного педагогического эксперимента показана эффективность применения предлагаемой концепции естественнонаучной подготовки и использования учебно-методического комплекса при формировании интегрированного образа окружающего мира и научного мировоззрения будущих специалистов социально-гуманитарной направленности НПО. Это выражается в формировании многозначного контекста естественнонаучного знания, отражающегося в творческих работах, рефератах, самостоятельных исследованиях естественнонаучных явлений, а также подтверждается опросами и тестами, определяющими формирование научного мировоззрения.

Проведенное исследование, являясь итогом многолетней работы, не охватывает всего комплекса задач изучаемой области - естественнонаучной подготовки в системе НПО, как в связи с непрерывным развитием образования, так и с нерешенностью ряда проблем. Направлениями дальнейшего исследования могут стать усиление интеграции естественнонаучного и гуманитарного знания, разработка и оптимизация стандартов естественнонаучного образования для учащихся, получающих профессии социально-гуманитарной направленности, поиск новых подходов и методик, обеспечивающих повышение эффективности естественнонаучной подготовки в системе НПО и т.п.

Автор имеет 98 научных публикаций, по теме исследования опубликовано 85 работ общим объемом около 68 печатных листов. Основные результаты диссертационного исследования отражены в следующих публикациях:

Монографии, учебники, программы, учебно-методические пособия

1. Скрипко, З.А. Психолого-педагогические вопросы естественнонаучного образования в современной профильной школе [Текст] / Монография. З.А. Скрипко. - Томск: ТГПУ.- 2005. - 215с. 12,6 п.л.

2. Скрипко, З.А. «Естествознание» 10 кл. [Текст] / Экспериментальный учебник ч.1. З.А. Скрипко. - Томск: Издательство ТГПУ. - 2001. - 203с. 11,8 п.л.

3. Скрипко, З.А. Сценарии уроков для 11-х классов гуманитарного профиля по курсу «Естествознание» [Текст] / З.А. Скрипко . Методическое пособие - Томск.: Издательство ТОИПКРО. 2003.- 45с.2,8 п.л.

4. Скрипко, З.А. Концепции современного естествознания: [Текст] / З.А. Скрипко. Учебное пособие для студентов ТГПУ. - Томск: Издательство ТГПУ. 2001. - 107с. 7,5 п.л.