Модель формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні фізики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Модель формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні фізики

О.В. Мерзликін

У статті, базуючись на виокремлених у попередніх роботах автора дослідницьких компетентностях старшокласників з фізики, побудовано їх систему, встановлено зв'язки: за етапами дослідницької діяльності, за рівнем використання ІКТ, за провідною діяльністю, за порядком формування. Виходячи з положень методики використання ІКТ у навчанні побудовано трикомпонентну модель формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні фізики: а) цільовий компонент моделі відображає суспільно й особистісно значущі умови, мету та зміст формування дослідницьких компетентностей; б) змістово-процесуальний компонент включає засоби, форми організації та методи проведення навчальних досліджень; в) діагностико-результатний компонент відображає критерії, рівні та засоби діагностики сформованості дослідницьких компетентностей учнів. Сформульовані висновки та окреслені напрями подальших досліджень.

Ключові слова: учні старших класів, навчальне дослідження, профільне навчання фізики, ІКТ, хмарні технології, система дослідницьких компетентностей учнів старшої школи з фізики, методика використання ІКТ, модель формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні фізики.

Постановка проблеми. Серед напрямів досліджень методичних проблем розробки і використання ІКТ в освіті. інформаційно-комунікаційних технологій (ІКТ) в освіті про- Спільною складовою цих напрямів є неусталене у педаго- відними є група напрямів, що стосується теоретичних та гічній науці поняття «методика використання ІКТ в освіті».

Зокрема, наявна проб-лема визначення змістута структури методикивикористання хмарнихтехнологій як засобуформування дослідниць-ких компетентностейучнів старшої школиу процесі профільногонавчання фізики (нада-лі - ДК). Розв'язанняцієї проблеми передба-чає не лише теоретико-методологічний аналізпоняття методики у ці-лому, а й визначеннясистемних зв'язків міжДК, складових ІКТ орі-єнтованого середовищареалізації навчальних до-сліджень та побудови від-повідної моделі.

Аналіз останніх до-сліджень з вирішеннязагальної проблеми тавиділення невирішенихпитань. Різні підходидо визначення частин-них методик використан-ня ІКТ в освіті пропо-нують І.В. Герасименко, С.М. Грищенко , М.А. Кислова, В.Н. Ко-вальчук, В.С. Моркун, С.О. Семеріков, К.І. Сло-вак, О.М. Спірін, Ю.В. Три-ус та ін. Теоретичне уза-гальнення цих підходів,виконане Ю.В. Триусом,показує, що проблема ви-значення структури тазмісту методики викорис-тання ІКТ в освіті потребуєподальшого дослідження.

У роботі [1] було ви-значено структуру, рівніта критерії сформованостіДК. Разом з цим систем-ний характер ДК не лишеяк цілісного особистісногонадбання, а й як відобра-ження цілісного процесунавчального дослідженняпотребує побудови відпо-відної системи.

Таким чином, роз-робка моделі формуванняДК вимагає розв'язаннянаступних задач:

побудова системи ДК;

обґрунтування структури методики використанняхмарних технологій як засобу формування ДК;

розробка науково обґрунтованої методики на рівнімоделювання.

Метою роботи є побудова системи ДК та розробка моделі їх формування.

Виклад основного матеріалу. Оцінка рівня сформова- ності кожної із ДК, визначених за результатами експертного опитування [1], вимагає обґрунтованого вибору не лише рівнів та критеріїв її сформованості, а й визначення внеску: а) кожної складової компетентності (когнітивної, праксеологічної, аксіо- логічної та соціально-поведінкової) у її сформованість; б) кожної компетентності у сформованість системи ДК (рис. 1).

Компетентності на рис. 1 згруповані за етапами дослідницької діяльності:

верхня частина містить ДК, що формуються на підготовчому етапі;

середня - на діяльнісному етапі;

нижня - наузагальнювальному етапі.

Компетентність із розробки моделей формується лише у процесі моделювання. Подальшого розвитку вона набуває у формуванні здатності користуватися засобами ІКТ для моделювання та частково в здатності проводити обчислювальні експерименти (адже не всі обчислювальні експерименти вимагають розробки моделей фізичних процесів).

При виконанні натурних експериментів діяльність, схожу на провідну при розробці моделей, учні здійснюють при плануванні дослідження (виокремлення суттєвих та несут-

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

тєвих факторів впливу на досліджувані процеси та явища, добір засобів проведення експерименту тощо). Тому деякі особистісні утворення, що є результатами формування компетентності із розробки моделей та здатності до планування дослідження, є спільними для цих двох компетентностей.

При досягненні учнями достатнього рівня сформова- ності здатності до планування дослідження (як натурного, так і модельного) доцільно формувати здатність користуватися засобами ІКТ для проектування дослідницької діяльності. Таким чином, дана компетентність є своєрідною ІКТ-надбудовою над здатністю до планування дослідження (остання виступає для неї необхідною умовою).

По завершенні планування та проектування дослідницької діяльності необхідно здійснити прогнозування результатів дослідження. Тобто формування здатності прогнозувати результати дослідження відбувається з урахуванням плану дослідження та експериментальної установки (для натурного експерименту) чи побудованої моделі (для модельного експерименту). Здатність прогнозувати результати дослідження є не просто схожою із здатністю оцінювати правдоподібність результатів дослідження: перша набуває подальшого розвитку у другій.

Наступним після планування та проектування натурного дослідження є тестування та налаштування обладнання для дослідження. Особистісні утворення, що є результатом формування здатності тестувати та налаштовувати обладнання для дослідження, відіграють суттєву роль на наступному етапі дослідницької діяльності - у формуванні здатності використовувати вимірювальні прилади.

Здатність проводити обчислювальні експерименти, що формується на діяльнісному етапі модельного експерименту, є аналогічною до здатності використовувати вимірювальні прилади, що формується на діяльнісному етапі натурного експерименту: як обчислення, що виконуються в обчислювальному експерименту, так й вимірювання, що виконуються у натурному, є необхідними для оцінки правдоподібності результатів дослідження (за модельного експерименту - насамперед відповідності фізичному процесу, за натурного -моделі). На наступному етапі здатність проводити обчислювальні експерименти реалізується у здатності до вдосконалення комп'ютерної моделі чи натурного експерименту.

Здатність користуватися засобами ІКТ для моделювання є своєрідною ІКТ-надбудовою над здатністю проводити обчислювальні експерименти (остання виступає для неї необхідною умовою). Використання засобів ІКТ для моделювання надає можливість прискорено провести обчислювальний експеримент за рахунок його автоматизації та підвищити його наочність. інформаційний комунікаційний технологія освіта

Здатність користуватися засобами ІКТ для фіксування перебігу дослідження також є своєрідною ІКТ-над- будовою над здатністю використовувати вимірювальні прилади (остання виступає для неї необхідною умовою). Використання засобів ІКТ для фіксування перебігу дослідження надає можливість виконати відтерміноване комплексне опрацювання ходу та результатів дослідження, зменшити кількість вимірювальних приладів, підвищити точність результатів, відтворити хід дослідження у необхідному часовому та просторовому масштабах.

На узагальнювальному етапі основною із компетентностей є здатність робити висновки з одержаних результатів. У процесі узагальнення формулюванню висновків передують оцінка правдоподібності результатів дослідження, їх статистичне опрацювання та наочне подання. Це вимагає формування здатності оцінювати правдоподібність результатів дослідження та здатності використовувати методи математичної статистики (а також сформованої на її основі здатності користуватися засобами ІКТ для опрацювання результатів дослідження та їх презентації). На основі зроблених висновків відбувається вдосконалення комп'ютерної моделі чи натурного експерименту.

Проведена на узагальнювальному етапі оцінка правдоподібності результатів дослідження може змусити повернутися до підготовчого етапу дослідження з метою перегляду прогнозу результатів дослідження. Аналогічно сформованість здатності до вдосконалення комп 'ютерної моделі чи натурного експерименту надає можливість повернутися до підготовчого етапу з метою покращення моделі чи плану дослідження.

У «Новій філософській енциклопедії» методику розглядають як фіксовану сукупність прийомів практичної діяльності, що приводить до заздалегідь визначеного результату. Метод вимагає теоретичного обґрунтування отриманого результату, у той час як методика концентрується на технології діяльності та на регламентації дій суб' єкта діяльності [2]. «Сучасний економічний словник» визначає методику як конкретизацію методу, доведення його до інструкції, алгоритму, чіткого опису способу існування [3]. У ДСТУ ISO 9000:2007 «Системи управління якістю. Основні положення та словник термінів» методику (процедуру) трактують як установлений спосіб здійснення діяльності. У багатьох випадках методики документуються (наприклад, методики системи якості). Для позначення документально оформленої методики часто вживають термін «письмова методика» або «задокументована методика». Документ, у якому є методика, можуть називати «методичний документ» [4, с.9].

Письмова (документальна) методика зазвичай включає: цілі та область діяльності; що повинно бути зроблено і ким (зміст та суб' єкти діяльності); коли, де і як це має бути зроблено (план, форми організації та способи діяльності); які матеріали, документи і яке обладнання повинні бути використані (об'єкти та засоби діяльності); і яким чином це повинно бути проконтрольовано і зареєстровано тощо (звіт про хід та результати діяльності) [5].

Методика безпосередньо пов'язана з методом - систематизованою сукупністю кроків, які треба здійснити для розв'язування певної задачі, досягнення мети. Філософський енциклопедичний словник визначає метод як спосіб побудови та обґрунтування системи філософського знання; сукупність прийомів та операцій практичного та теоретичного опанування дійсності [6].

Таким чином, методика використання ІКТ в освіті - це теоретично обґрунтована технологія використання ІКТ для досягнення певної освітньої мети. Основними ознаками технології є: цілеспрямованість, відтворюваність, алгоритмічність та документованість, діагностичність, прогнозованість результату, ізоморфність застосування [7]. Наголошуємо на тому, що не можна ототожнювати поняття «технологія використання ІКТ в освіті», у якому первинними є ІКТ як засоби діяльності, з поняттям «технологія навчання із використанням ІКТ», у якому первинною є навчальна діяльність: останнє є ближчим до технологічної підсистеми комп' ютерно орієнтованої методичної системи навчання, яка, за Ю.В. Триусом, складається із комп'ютерно орієнтованих форм організації, методів та засобів навчання [8].

Узагальнюючи запропоноване означення, отримаємо: методика використання ІКТ як засобу А - це теоретично обґрунтована технологія використання ІКТ для досягнення мети А.

Теоретичне обґрунтування технології використання ІКТ вимагає моделювання умов застосування ІКТ та проектування освітньої діяльності. Для реалізації технології необхідними є її виконавець - людина, що здатна виконати кожен крок технології, тобто технологічно компетентна. При використанні ІКТ у процесі навчання такою людиною є викладач (учитель), у процесі управління освітою - відповідний керівник.

Методика використання ІКТ в освіті може бути описана на трьох рівнях:

рівень моделювання - визначає суб'єкти, об'єкти, цілі, умови, результати та узагальнені етапи діяльності;

рівень проектування - конкретизує етапи досягнення цілей діяльності через опис алгоритму діяльності, засоби моніторингу діяльності та діагностування її результатів, способи документування діяльності;

рівень реалізації - описує особливості реалізації технології за різних умов її застосування.

Рівень реалізації є джерелом розвитку методики використання ІКТ в освіті: зміни умов застосування (стану суб'єктів та об'єктів діяльності, змісту діяльності, зовнішніх факторів тощо), що призводять до статистичного значущого відхилення від прогнозованих результатів діяльності, вимагають модифікації моделі та перепроектування технології.

Відповідно до вищезазначеного, під методикою використання хмарних технологій як засобу формування дослідницьких компетентностей у профільному навчанні фізики будемо розуміти теоретично обґрунтовану технологію використання хмарних технологій, спрямовану на формування ДК.

Розробка такої методики на рівні моделювання вимагає побудови моделі формування ДК, що описує:

суб'єкти методики: учні старших класів, учитель фізики;

об'єкти: засоби проведення навчальних досліджень з фізики;

ціль: формування ДК;

умови: профільне навчання фізики у спеціально побудованому навчальному середовищі;

результат: бажаний рівень сформова- ності ДК.

Згідно визначених компонентів методики на рівні моделювання, така модель має містити три основні компоненти: цільовий, змістово- процесуальний та діагностично-результатний (рис. 2).

Побудова моделі формування ДК згідно В.Ю. Бикова [9, с.247] має починатися з визначення глобальної цілі їх формування, яка формулюється в термінах кінцевих результатів формування ДК. Глобальна ціль (так само як і результат) формування ДК визначаються зовнішніми вимогами (нормативами та стандартами, особливостями фізики як природничої дисципліни, потребами суспільства та особистості). Глобальна ціль формування ДК конкретизується для кожної ДК за видами провідної діяльності (з урахуванням засобів, методів, форм її організації).

Таким чином, до цільового компоненту відносяться виокремлені зовнішні вимоги, глобальна ціль та її конкретизація у змісті ДК.

Змістово-процесуальний компонент моделі відображає навчальне середовище підтримки навчальних досліджень у профільному навчанні фізики. У відповідності до робіт В.Ю. Бикова [9, с.379], до складу цього середовища входять насамперед учні та учитель і система засобів проведення навчальних досліджень (засобів реалізації та засобів підтримки). Зв'язки між учнівсько-вчительською та засобовою складовими середовища відображають форми організації.

Форми організації та методи проведення ' навчально-дослідницької діяльності та методи проведення навчальних досліджень, зміст яких регламентовано змістом профільного навчання фізики.

У моделі наявні такі види зв'язків:

«учень - засіб» - відображає індивідуальну навчально- дослідницьку діяльність учня;

«учень - учень» - відображає безпосередню спільну навчально-дослідницьку діяльність учнів;

«учень - вчитель» - відображає спільну навчально- дослідницьку діяльність учня та вчителя;

«учень - засіб - учень» - відображає спільну навчально- дослідницьку діяльність учнів з використанням засобів проведення навчальних досліджень;

«учень - засіб - учитель» - відображає спільну навчально- дослідницьку діяльність учня та вчителя з використанням засобів проведення навчальних досліджень.

Діагностично-результатний компонент моделі включає в себе сформованість системи ДК, диференційовану за рівнями (рівень несформованості, низький, середній та високий рівні), критерії їх оцінювання (матриці компетентностей), процес та методи їх діагностики. Кінцевим результатом процесу формування ДК має бути високий рівень сформова- ності дослідницьких компетентностей учнів.

Висновки

Виокремлені методом експертного опитування в попередніх роботах дослідницькі компетентності були об'єднані в систему та генералізовані: за етапами дослідницької діяльності, за рівнем використання ІКТ, за провідною діяльністю, за порядком формування.

Методику використання хмарних технологій як засобу формування дослідницьких компетентностей у профільному навчанні фізики визначено як теоретично обґрунтовану технологію використання хмарних технологій, спрямовану на формування дослідницьких компетентностей у профільному навчанні фізики.

Виходячи з даного означення, побудовано трикомпонентну модель формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні фізики, що містить цільовий, змістово-процесуальний та діагностико- результатний компоненти.

Напрями подальших досліджень: на основі розробленої моделі виконати педагогічне проектування методики використання хмарних технологій як засобу формування дослідницьких компетентностей учнів старшої школи у процесі профільного навчання фізики.

Список використаних джерел

1. Мерзликін О.В. Дослідницькі компетентності з фізики старшокласників: структура, рівні, критерії сформованос- ті / О.В. Мерзликін // Збірник наукових праць Кам'янець- Подільського національного університету. Серія педагогічна / [редкол.: П.С. Атаманчук (голова, наук. ред.) та ін.]. - Кам'янець-Подільський : Кам'янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка, 2014. - Вип. 20: Управління якістю підготовки майбутнього вчителя фізико- технологічного профілю. - С. 42-46.

2. Новая философская энциклопедия / под ред. В.С. Стёпина : в 4-х томах. - Т. 2. - М. : Мысль, 2001. - 634 с.

3. Райзберг Б.А. Современный экономический словарь / Б.А. Райзберг, Л.Ш. Лозовский, Е.Б. Стародубцева. - 2-е изд., испр. - М. : ИНФРА-М, 1999. - 479 с.

4. ДСТУ ISO 9000:2007. Системи управління якістю. Основні положення та словник термінів (ISO 9000:2005, IDT). - Видання офіційне. - К. : Держспоживстандарт України, 2008. - V, 29 с. - (Національний стандарт України).

5. Справочник технического переводчика [Электронный ресурс]. - 2009-2013. - Режим доступа: http://intent.gigatran. com

6. Спиркин А.Г. Метод / А.Г. Спиркин // Философский энциклопедический словарь / главная редакция ; Л.Ф. Ильичев, П.Н. Федосеев, С.М. Ковалев, В.Г. Панов. - М. : Советская энциклопедия, 1983. - С. 364-365.

7. Селевко Г.К. Энциклопедия образовательных технологий : в 2 т. / Г.К. Селевко. - М. : НИИ школьных технологий, 2006. - Т. 1. - 816 с. - (Энциклопедия образовательных технологий).

8. Триус Ю.В. Комп'ютерно-орієнтовані методичні системи навчання математичних дисциплін у вищих навчальних закладах : дис. ... докт. пед. наук : 13.00.02 - теорія і методика навчання інформатики / Юрій Васильович Триус ; Черкаський національний. університет ім. Богдана Хмельницького. - Черкаси, 2005. - 649 с.

9. Биков В.Ю. Моделі організаційних систем відкритої освіти : монографія / В.Ю. Биков. - К. : Атіка, 2009. - 684 с.

Размещено на Allbest.ru