Формирование общеучебных компетенций на уроках физики, математики и информатики

В основу обновлённого содержания общего образования положена ориентация на
создание у учащихся компетенций в интеллектуальной, гражданско-правовой,
коммуникативной, информационной и прочих сферах. В связи с этим, можно выделить
следующие группы компетенций, которые целесообразно развивать у учеников нашей
школы:

  1. Информационные (владение информационными технологиями, понимание их
    применения, сбор и обработка необходимой информации).
  2. Личностное самосовершенствование (способность учиться всю жизнь как
    основа непрерывной подготовки в профессиональном плане, а также в личной и
    общественной жизни).
  3. Учебно-познавательные (целеполагание, планирование, анализ, рефлексия,
    самооценка).
  4. Коммуникативные (умение общаться, уважение друг друга, способность жить
    с людьми других культур, языков и религий).
  5. Социально-трудовые (профессиональное самоопределение).

Каждая учебная дисциплина должна создавать предпосылки, которые при условии
их обобщения превращаются в основу формирования ключевых компетенций. Предметы
физико-математического цикла зачастую являются для учеников наиболее сложными,
но и имеют большое значение в развитии их способностей. Рассмотрим формирование
ключевых компетенций на примере математики, физики и информатики.

Среди всего многообразия информационных компетенций в первую очередь
остановимся на таких из них, как умения анализировать информацию и синтезировать
полученные знания.

К сожалению, вместо развития навыков анализа и применения их в
самостоятельной работе, школьники в последние годы все больше склонны полагаться
на ресурсы сети Интернет, рассчитывая найти там готовые ответы на все вопросы.
Чтобы избегать такой ситуации, необходимо уделять особое внимание постановке
учебных задач в форме, требующей самостоятельного мышления без готовых рецептов.
В старших классах это могут быть дискуссии, диспуты, доклады на темы, не
предполагающие однозначной позиции исследователей, а также вопросы на понимание
причин того или иного явления. Разумеется, подобные вопросы имеются в тексте
учебников и учебных пособий, но для полноты раскрытия темы целесообразно
расширять кругозор учащихся актуальными темами, связанными с изучаемым курсом.
Приведем примеры из курса информатики 10-11 классов.

При изучении темы «Процессор» в 10 классе ученики, знакомясь с
характеристиками, влияющими на производительность данного устройства, также
изучают современные достижении в области «разгона» процессоров – повышения
производительности путем изменения рабочих характеристик, знакомятся с
последними рекордами в данной области, выясняют, чем опасно и насколько сложно
выполнить подобные действия в домашних условиях (дополнительное дорогостоящее
охлаждение, соответствующие знания в области электроники, возможность порчи
процессора и других комплектующих) и делают вывод о целесообразности «разгона» в
разных обстоятельствах.

Традиционно ученикам старшего звена раз в год предлагается нестандартная тема
рефератов, где требуется провести небольшое исследование и выразить свою точку
зрения на актуальную проблему. Примеры таких тем: «Интернет-сленг:
слова-паразиты или будущее языка», «Социальные сети: плюсы и минусы», «iOS или
Android: мой выбор», «Существуют ли вирусы, повреждающие аппаратную часть
компьютера?», «Искусственный интеллект: перспективы развития» и др. Не все из
предлагаемых тем отражены в утвержденном курсе информатики и ИКТ, но все они не
могли бы появиться без развития информационных технологий.

Приведем в качестве примера выдержки из реферата ученицы 10 класса Махневой
Елены, где она анализирует плюсы и минусы MMORPG (многопользовательских ролевых
онлайн-игр). «Игра в MMORPG занимает продолжительное время, что требует
колоссальной усидчивости, терпения и крепкого психического здоровья во время
взаимодействия с другими игроками». «Отыгрывание сюжетной линии оказывает
благоприятное воздействие на развитие ассоциативной памяти, творческого
мышления, внимательности, фантазии, благодаря чему люди пытаются перенести сюжет
игры в реальную жизнь, создавая сообщества единомышленников». «В игре человек
без особых усилий компенсирует то, чего ему не хватает в реальной жизни,
становится героем без затрат физических сил… Такой вид тренинга благоприятно
сказывается на самочувствии и эмоциональном здоровье человека… Он становится
более открытым, менее закомплексованным, чаще пребывает в бодром расположении
духа». Однако отмечаются и отрицательные стороны этого, ставшего массовым,
явления: «Не всегда людям удается сочетать выполнение дел в реальной жизни с
игровым процессом. Это приводит к тому, что интерес, вызванный игровым
процессом, заставляет отойти на второй план приоритеты скучных серых будней». «У
психологов всего мира появилась новая сфера деятельности – изучение поведения
человека, попавшего в зависимость от MMORPG…» «Участились иски на компании
разработчиков игр, связанные с эффектом отрыва пользователей от
действительности…» В то же время отмечается положительный эффект от
преодоления игровой зависимости: «Эти люди обретают полезные навыки, которые с
успехом применяются в реальной жизни: колоссальную усидчивость, почти фанатичную
преданность своему делу, преодоление проблем путем подбора разных вариантов,
стремление добиваться своей цели, несмотря ни на что… Подтверждением этому
служит список интернет-миллионеров, который пополняется практически еженедельно
— это люди, прошедшие школу зависимости от онлайн-игр».

Многие из подобных тем относятся не только к информатике, но и к другим
наукам: лингвистике, социологии, этике, психологии. Таким образом, при написании
работы ученикам приходится использовать имеющиеся или получать самостоятельно
дополнительные знания из смежных областей, происходит синтез знаний.

Взаимосвязь курса ИКТ с другими учебными предметами осуществляется тем
теснее, чем дальше идет развитие технологий и оснащение учебных кабинетов.
Обычной практикой в современной школе стала подготовка презентаций,
видеофильмов, интерактивных роликов по различным предметам, осуществляемая в
тесном сотрудничестве с учителями информатики и ИКТ. В профильном курсе
моделирования, который изучают учащиеся информационно-технологических классов
нашей школы, пишутся приложения, позволяющие моделировать физические,
биологические, социальные процессы; программы, помогающие делать математические
расчеты и др. Все это может модифицироваться к нуждам школы и применяться в ходе
лабораторных работ по соответствующим предметам.

Проведение компьютерных экспериментов, выполнение проектов, интегрированных с
другими областями знаний, позволяют ученикам понять практическую значимость
курса информатики и ИКТ, повысить собственные умения находить точки пересечения
различных наук, определять область применения ИКТ, т. е. способности анализа и
синтеза данных.

С развитием общества непрерывно возрастают объемы информации, обработка
которой необходима для быстрого и эффективного решения задач во многих областях
общественной жизни. Информатика как раз и изучает приемы обработки информации
средствами вычислительной техники, а также принципы функционирования этих
средств.

Коренное отличие информатики от других дисциплин, состоит в том, что предмет
ее изучения меняется ускоренными темпами. В среднем один раз в полтора года
удваиваются технические параметры аппаратных средств, один раз в два-три года
меняются поколения программного обеспечения, один раз в пять-семь лет меняется
база стандартов, интерфейсов и протоколов.

Такая динамичность информатики требует при ее преподавании постоянно вносить
коррективы как в содержание изучаемого материала, так и в методику его изучения.
Электронная форма проблемно-модульного курса как нельзя больше соответствует
динамическому характеру дисциплины информатика, так как позволяет оперативно и
без больших затрат вносить в учебно-методический документ соответствующие
изменения. Проблемно-модульный курс способствует формированию у изучающих его
таких общеучебных компетенций, как самостоятельность мышления, логическое
мышление, а также навыков анализа и синтеза информации.



Формирование учебно-познавательных компетенций – еще один ключевой момент
преподавания любого предмета. Мы определили место физики как учебного предмета в
этом процессе. Физика как учебная дисциплина объективно обладает потенциальными
возможностями организации процесса обучения, обеспечивающего развитие научного
мышления и творческих способностей учащихся. Курс физики – это уникальная
школьная дисциплина, единственный школьный предмет, в ходе усвоения которого
ученики вовлекаются во все этапы научного познания.

Модель формирования учебно-познавательной компетенции можно представить как
целостный комплекс, основанный на согласовании нескольких компонентов.

  1. Целевой компонент (ученик не усваивает отдельные друг от друга знания и
    умения, а овладевает комплексной процедурой, совокупностью образовательных
    компонентов, имеющих личностно-деятельностный характер).
  2. Операционный компонент (отбор форм и методов передачи учебной информации
    в оптимальном соответствии с целями и содержанием учебной программы и
    отыскание рациональных путей и средств организации учебного процесса).
  3. Содержательный компонент (подбор учебного материала к разработанной
    системе занятий и разработка системы дидактических материалов по
    формированию УПК учащихся в процессе обучения).

Основными составляющими УПК являются:

  1. Знания, отражённые в Федеральном стандарте. Умения – познавательные
    (владеть навыками работы с различными источниками информации, проводить
    наблюдения, ставить физический эксперимент), практические (измерять,
    вычислять, строить и анализировать графики, пользоваться лабораторными
    принадлежностями), организационно-оценочные (ставить цель, организовывать
    планирование, анализ, рефлексию, самооценку своей и чужой
    учебно-познавательной деятельности, выступать письменно и устно о её
    результатах).
  2. Качества личности – мотивационно-рациональная направленность,
    способность к самоорганизации и самоуправлению в учебной деятельности,
    нравственные, эстетические и интеллектуальные черты человека.

Практическая реализация формирования учебно-познавательных компетенций на
уроках физики в старшем звене представлена в заметках из опыта работы
(Приложение
1). В курсе основной школы уделяется большое внимание обучению физическим
приёмам мышления, способам и методам постижения истины в ходе экспериментальной
деятельности. Ученикам даётся возможность самостоятельно делать выводы при
проведении опытов. Получая задания, они проверяют гипотезу, выдвинутую в начале
урока. Например:

  1. все вещества состоят из частиц;
  2. испарение сопровождается понижением температуры;
  3. испарение зависит от рода жидкости.

В этом случае идёт отработка умений ставить физический опыт, проводить
наблюдение, организовывать анализ, делать публичное сообщение о проделанной
работе. Общение в группах позволяет развивать необходимые качества личности.

Также используется составление кроссвордов, сообщений, сочинений к изученной
теме. Данная форма обучения предполагает нестандартное использование полученных
знаний, позволяет ученикам проявить свои творческие способности. Ежегодно
учащиеся обвиняют «Господина Трение», а другие защищают его.

Следующий важный момент – вывод учащихся на новое понятие. Исследовательская
деятельность позволяет сформировать такие ключевые компетенции, как умение
творческой работы, самостоятельность при принятии решений, развивает
наблюдательность, воображение, умение нестандартно мыслить, диалектически
воспринимать явления и закономерности окружающего мира, выражать и отстаивать
свою или групповую точку зрения.

Успех деятельности школьника во многом зависит от того, способен ли ребенок к
общению, умеет ли он смотреть и увидеть главное, слушать и услышать важное,
читать и выделить значимое.

Реализовать себя каждый человек может только через взаимодействие, поэтому
одной из важных педагогический целей является развитие коммуникативных
компетенций у обучающихся в урочное и внеурочное время. Для достижения этой цели
на уроках математики целесообразно использовать деятельностную форму организации
занятий, которая позволяет искать, думать, сотрудничать, реализовать себя и
помочь адаптироваться.

Коммуникативная компетенция включает знание необходимых языков, способы
взаимодействия с окружающими и удалёнными людьми и событиями, навыки работы в
группе, владение различными социальными ролями в коллективе. Ученик должен уметь
представить себя, написать письмо, анкету, заявление, задать вопрос, вести
дискуссию и др. Чтобы освоить эту компетенцию в учебном процессе, фиксируется
необходимое и достаточное количество реальных объектов коммуникации и способов
работы с ними для ученика каждой ступени обучения в рамках каждого изучаемого
предмета или образовательной области. (А.В. Хуторской)

Коммуникативная компетенция детей во многом формируется, когда они учатся
задавать вопросы учителю и сверстникам; во время групповых работ – обсуждая
совместные действия, распределяя роли, выполняя контроль, оценивая и подводя,
т.е. выполняя рефлексию. Для этого необходима хорошо развитая монологическая и
диалогическая речь. Для создания ситуации диалогового взаимодействия на уроках
удобно применять такую интерактивную форму организации урока, как урок-игра.

Пример: урок-игра «Математика в профессиях» по теме «Дробно-рациональные
уравнения» в 8 классе (Приложение 2). Описываемый урок –
урок обобщения и систематизации знаний, умений и навыков по применению
дробно-рациональных уравнений для решения задач. Урок содержит задания из
коллекции ЦОР, дифференцированные по уровню сложности. Мультимедийные средства
применяются для повторения теории (Приложение 3),
проверки ответов к заданиям и просмотра правильного решения. Интерактивное
задание (Приложение 4) направлено на актуализацию ранее
изученного материала, выявляет пробелы в знаниях обучающихся и помогает их
устранению.

Еще одной важной компетенцией является развитие алгоритмического мышления
школьников. Достаточно большое поле для развития данной компетенции имеется во
всех предметах технического и физико-математического циклов, но наиболее
наглядно это можно продемонстрировать на примере уроков математики. В качестве
примера приведем разработки урока-исследования по теме «Работа с графиками»
(Приложение
5). Работа на уроке включает в себя не только групповую и индивидуальную
работу на уроке, но и исследовательскую работу на уроке и дома, результатом
которой становится презентация обучающихся (Приложение 6).

Общеучебные компетенции, развивающиеся в процессе изучения данной темы:

  • планирование и осуществление алгоритмической деятельности, выполнения
    заданных и конструирования новых алгоритмов;
  • навыки поиска, систематизации, анализа и классификации информации.

Предметно-ориентированные компетенции:

  • изучение свойств и графиков элементарных функций;
  • развитие логического мышления и речи, умения логически обосновывать
    суждения, проводить несложные систематизации;
  • использование графического языка математики при решении различных задач.

В заключение можно отметить, что, несмотря на разнообразие общеучебных
компетенций и предметов, позволяющих их развивать, наибольший эффект достигается
лишь при совместных и согласованных действиях учителей разных предметов,
реализующих комплексное развитие таких компетенций путем реализации
межпредметных связей и установления единых требований друг к другу и к ученикам.




Следующий: