Повышение естественнонаучной грамотности учащихся через концептуальное обучение



Исследование направлено на повышение научных навыков студентов с использованием метода концептуального обучения. Практическое исследование состоит из серии уроков, включающих обзор литературы, метод концептуального обучения. Результаты исследования выявили преимущества концептуального метода обучения, а также трудности его реализации на практике.

Ключевые слова: концептуальное обучение, профессиональное развитие, естественно-научная грамотность, предметы естественно-математического цикла

Наука и природа, хотя и не едины, очень тесно связаны. Понимание этого начинается в детстве, и жизненный опыт взрослого человека свидетельствует об этой связи. Человек, созданный природой и создавший науку, не останавливается на достигнутом, он хочет глубже исследовать мир (вселенную) и сделать мир более подходящим для себя. Но для этого необходимо повышать качество образования, поэтому в последнее время образовательные системы различных стран ищут подходящие методы обучения для раскрытия способностей и талантов учащихся.

В обучении ученика каждый учитель старается оценить усвоение материала и приобретение необходимых навыков обучающимся, и во многих случаях учащиеся должен объяснять свой ответ аргументировав его через доказательства, суждения доступные в контексте рассматриваемого материала и понятий. Некоторые учащиеся затрудняются составить аргументированное доказательство своего видения ситуации или естественно-научного процесса, рассматриваемого на уроке.

Согласно Зайцеву [1]: «Аргументация, как и процесс убеждения в целом, представляют собой интеллектуальную процедуру. Овладеть ею можно только на практике, постепенно и целенаправленно совершенствуя свои знания и умения. В таком случае знания и умения о структуре и видах аргументации, позволяют обучающимся давать более четкий, логично выстроенный, правильно сформулированный и аргументированный ответ».

Научить аргументации в процессе обучения является нелегкой задачей, где кроме усвоения учебного материала и простого пересказа требуется еще и умение творческого мышления, приложенного к заданной ситуации. В итоге необходимо добиться от учащегося озвучивать свою точку зрения четким и понятным для слушателей языком, а это затруднено временными ограничениями уроков, личностными особенностями учащихся, слабо сформированным умением аргументации, а также недостаточных знаниях предмета и иногда, из-за слабого интереса к обучению. Чтобы достичь данной цели возможно использование педагогической технологии формирования умения аргументации [2].

Так как при обучении учащегося необходимо опираться на реальность повседневной жизни, что повышает эффективность понимания сути сложных научных процессов, во многих предметах применяется концептуальное обучение, которое обуславливает межпредметную связь для целостного видения ситуации, явления.

Внедрение концептуального обучения в дисциплину также требует большого поиска и времени [3]. Результаты кратковременного наблюдения свидетельствуют о том, что концептуальное обучение является эффективным средством развития естественнонаучной грамотности учащихся, с помощью которого учащиеся способны к критическому мышлению, синтезу знаний по нескольким предметам, переносу концепций с предметного уровня на личностный, локальный, глобальный, общественный. Т. е. аргументы учащихся при защите своих утверждений будут охватывать все разнообразие явлений жизни при анализе и синтезе в процессе получения знаний и умений.

Lynn Erickson также подтверждает что, в наше время, когда информацию можно быстро найти в Интернете, время обучения должно быть потрачено не на представление и запоминание всех фактов, связанных с темой, а на развитие концептуального мышления, которое углубленно изучает факты. Углубленное рассмотрение малого количества фактов через концептуальную линзу помогает ученику создавать различные концепции, видеть закономерности и связи между измерениями, явлениями и идеями. Таким образом, всестороннее освещение лишь незначительных фактов может открыть путь к глубокому мышлению и глубокому пониманию [4].

Поэтому необходимо обращать внимание на основную структуру информации, на то, как связаны между собой понятия, и ориентировать учащихся на распознавание общих показателей в свойствах объектов (процессов), составляющих понятия. Вместо того, чтобы просто запоминать и учить факты, детей следует учить использовать глубокое аналитическое мышление и формировать в своем мозгу мысли и решения, которые можно сформулировать, приняв абстрактные идеи, что им понадобится в будущем при работе по профессии.

В своей следующей работе о создании учебной программы, основанной на концептуальном обучении, Эриксон предлагает пример того, как структура знаний концептуального обучения работает в тандеме с таксономией Блума:

Рис. 1. Зависимость трудности решения проблемы от комплексности задания [4, с. 32]

Более того, по мере того как учащиеся переходят на разные уровни обучения, они также достигают более высоких уровней знаний. Например, концептуальный подход также изменит вопросы, которые мы хотим, чтобы учащиеся задавали. Давайте вернемся к нашему предыдущему примеру на уроке элементарного обществознания:

— Фактический вопрос будет звучать так: что такое «холодная война»?

— Концептуальный вопрос будет звучать так: каковы примеры затяжных конфликтов и войн в настоящее время?

— Важный вопрос будет заключаться в следующем: как мы определяем конфликт?

Этот уровень опроса воплощает в себе переход студентов от факта к теории. Интеграция фактического и концептуального должна быть целью проектирования обучения [5].

Таким образом, вместо ответа на прямого вопрос, учащийся при аргументации своего высказывания использует все факты и следствия жизненных ситуаций для понимания глобального контекста .

Методология.

«Насколько удалось повысить уровень научных навыков учащихся за счет внедрения в практику учителей естествознания и математики концептуального метода обучения?»

На следующем этапе исследования были заданы основные вопросы об использовании концептуального обучения учителями, какие навыки учащихся предполагается развивать, понимание важности обучения и какие методы обучения могут быть использованы для реализации этого метода [6].

В опросе, созданном для конкретной методики, можно было получить развернутые ответы на отдельные вопросы. Учителя, ответившего, что он использует концептуальное обучение в своей практике, попросили назвать различные методы. Таким образом повысилась достоверность вопросов. Вопросы анкеты были заполнены в формах Microsoft и разосланы в Назарбаев Интеллектуальные школы. Чтобы не отнимать много времени и не терять объективности, было задано пять конкретных вопросов с использованием масштабной модели Линкерта, а один вопрос был задан в открытой форме.

В школе тренером по обучению одаренных учащихся были проведены практико-ориентированные лекции, семинары-тренинги по концептуальному методу обучения исследовательской группе действия. С целью повышения достоверности данных, полученных в ходе исследования, был использован метод триангуляции. В качестве основного инструмента оценки реализации концептуального обучения на практике использовался метод триангуляции: сначала тренер планировал урок совместно с учителями и участвовал в проведении урока. На следующих уроках он следил за выполнением результатов данных советов по улучшению практики. Во-вторых, учителя-предметники анализировали свой опыт после каждого урока: выявляли рациональные точки и точки улучшения. В-третьих, оценивались изменения показателей качества обучения студентов, качества выполняемых студентами заданий. Тот факт, что тренер участвует в занятиях учителя и дает обратную связь, учитель размышляет над своей собственной практикой посредством самоанализа, может быть доказательством того, что концептуальное обучение было реализовано на практике.

Результаты и обсуждение.

«Используете ли вы концептуальные методы обучения в своей практике?» 50,0 % ответивших на вопрос — часто; 14,3 % ответили всегда. Одно дело, что он не ответил «не пользуюсь». «Есть ли у вас материалы для поддержки концептуального обучения?» 7,1 % не ответили на вопрос; 53,6 % ответили утвердительно. «Какие концептуальные технологии обучения вы используете?» 52 % чаще предпочитали «связывать новое понятие со знакомой идеей с помощью аналогий», 48,1 % чаще предпочитали «применение понятий в повседневной жизни» и «проблемный метод обучения», 46 % чаще предпочитали «ведение проектов». А «использование метода проб и ошибок», «слуховые лекции» и «использование презентации» назвали 28–30 % респондентов как наиболее часто используемые. 29,6 % респондентов часто, 40,7 % всегда используют презентации и лекции для поддержки концептуального обучения. Этот показатель показывает, что существует разрыв между ответами респондентов на первый и второй вопросы опроса. Однако по ответам респондентов выяснилось, что они обладают теоретическими знаниями о концептуальных методах обучения.

«Вы посещали курсы повышения квалификации по концептуальному методу обучения?» Ответа на вопрос нет, сам выучил, курс прошел. 3,9 % сказали «нет», 27,6 % самостоятельно, 10,3 % по школьному курсу, 34,4 % по профессиональному курсу. Таким образом, можно сказать, что только 44,7 % опрошенных прошли предварительное обучение. «Каковы барьеры для внедрения концептуального обучения в школьную практику?» 35,7 % сказали, что препятствий к открытому вопросу не было, 21 % сказали, что не хватает материалов и необходимости курса. Недостаток времени, в онлайн-формате невозможно, практики нет, мало исследований, я не знаю. «Как вы думаете, какие навыки разовьют учащиеся, используя концептуальный метод обучения?» 70 % опрошенных по всем вариантам вопроса указали, что он высокий, лишь 78,6 % поддержали версию учащегося, мыслящего критически. В качестве основного инструмента оценки реализации концептуального обучения на практике использовался метод триангуляции. Это дает возможность предотвратить одностороннюю оценку исследовательской работы, повысить достоверность результатов. Метод триангуляции, использованный для оценки выполнения концептуального обучения, позволил предотвратить одностороннюю оценку исследовательской работы и повысить достоверность результатов.

В результате исследования были выявлены следующие преимущества концептуального обучения:

— позволяет учащимся развивать критическое мышление, навыки рефлексивного и концептуального мышления;

— уровень понятийного мышления, который постепенно усложняется на основе межпредметных связей, формирует синергетическое мышление студента;

— интеллекту учащихся требуется больше времени для установления связи между фактами или предметными знаниями и базовыми понятиями, принципами;

— соединяя новые знания и предыдущие знания, определяет закономерности и в таком порядке в мозгу учащегося формируется эта понятийная структура;

— образование дается на уровне глобального контекста, поскольку оно касается концептуальных понятий, отраженных в разных культурах;

— занимается изучением глобальных проблем, вызывающих озабоченность;

— интеллектуальная и эмоциональная вовлеченность в процесс обучения усиливает внутреннюю мотивацию студентов к учебе; учащиеся развивают свое концептуальное понимание не только «понимать», но и «описывать из понимания»;

— обучение открытию с использованием аналогий и множественных понятий углубляет знания учащихся, применяя их понятия к реальной ситуации.

Из всего этого видно, что обучение через понятия положительно влияет на будущее учащихся.

Литература:

1. Зайцев Д. В. Теория и практика аргументации. — М.: Форум, 2015. 224 с

2. Ивлев Ю. В. Теория и практика аргументации. — М.: Проспект, 2016. 288 с.

3. Дарындылықты дамыту бағдарламасы.- CTY, 2011
4. H Lynn Erickson Concept-based teaching and learning. — International Вaccalaureate Organization. IB position paper, 2012
5. A Quick Guide to Concept-Based Learning and Curriculum. — Curriculum Development, 2017
6. Peter Rillero. Deep Conceptual Learning in Science and Mathematics: Perspectives of Teachers and Administrators. — Arizona State University Electronic Journal of Science Education Vol. 20, No. 2 2016.