Разработка и апробация элективных курсов естественнонаучного профиля с использованием дистанционных технологий

Тарасова Татьяна Александровна, Белоусова Дарья Дмитриевна, Муниципальное автономное  образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №28, г. Ревда 

Сложившаяся современная ситуация в системе образования  нацеливает учителя на использование в своей деятельности электронного обучения и дистанционных технологий. Дистанционные образовательные технологии создают условия для адаптации обучения под индивидуальные особенности любого ученика с разным уровнем знаний и способностей. С целью создания условий для качественного образования на уровне СОО при реализации естественнонаучного профиля был разработан элективный курс дистанционного обучения “Познаем мир через эксперимент”. Актуальность внедрения этого курса также обусловлена и результатами России в международных исследованиях в области естественнонаучной грамотности. Обучение может быть организовано очно, очно с применением дистанционных технологий или полностью дистанционно. Курс размещен на платформе системы дистанционного обучения ГАОУ ДПО СО “ИРО” https://elearn.irro.ru/. Курс состоит из двух вариативных модулей («Химический эксперимент», «Биологический эксперимент»), каждый из которых рассчитан на 17 часов обучения и предназначен для обучающихся как 9 класса, так и 10-11 классов. Структура курса представляет собой отдельные учебные модули, которые включают в себя блок теории, задания для контроля  (самоконтроля) и эксперимент. Для осуществления мониторинга образовательных результатов обучающихся в ходе освоения курса предусмотрены диагностические материалы, включающие тематические тесты предметного содержания, тематические тесты на проверку знаний научных методов, КИМы для проверки метапредметных умений (познавательных УУД). Предусмотрены диагностические материалы для входного, промежуточного и итогового тестирования. Особой формой контроля освоения содержания становятся индивидуальные и коллективные визуальные эксперименты, опыты для младших школьников, проекты.

 

Электронное обучение с применением дистанционных технологий изначально было предназначено для тех обучающихся, которые не имеют возможности посещать школу. Сложившаяся современная ситуация в системе образования  нацеливает учителя на использование в своей деятельности электронного обучения и дистанционных технологий. Стало ясно, что без дистанционного обучения не может обойтись даже такая консервативная сфера человеческого общества, как образование. 

Дистанционные образовательные технологии создают условия для адаптации обучения под индивидуальные особенности любого ученика с разным уровнем знаний и способностей. 

Рабочая группа педагогов школы, которую сопровождали эксперты ГАОУ ДПО СО «ИРО», работала совместно над проектом «Разработка и апробация элективных курсов естественнонаучного профиля ФГОС СОО с использованием дистанционных технологий».

Цель: создать условия для качественного образования на уровне СОО при реализации естественнонаучного профиля.

Задачи:

  1. Разработать элективные курсы практико-ориентированного характера.
  2. Обеспечить углубленное изучение предметов естественнонаучного профиля через разработку рабочих программ элективных курсов, обеспечивающих формирование метапредметного результата. 
  3. Спроектировать и реализовать систему дидактических единиц, раскрывающих метапредметные понятия и действия, входящих в содержание естественнонаучной грамотности.

Результатом стал элективный курс дистанционного обучения “Познаем мир через эксперимент”.  

Актуальность внедрения этого курса также обусловлена и результатами России в международных исследованиях в области естественнонаучной грамотности.

Естественнонаучная грамотность – это способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с развитием естественных наук и применением их достижений, его готовность интересоваться естественнонаучными идеями. Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, имеющим отношение к естественным наукам и технологиям, что требует от него следующих компетенций:

– научно объяснять явления; 

– понимать особенности естественнонаучного исследования; 

– научно интерпретировать данные и использовать доказательства для получения выводов (исследование PISA).

Из трех данных компетенций именно понимание особенностей естественнонаучного исследования и вызывает наибольшее затруднение у российских школьников.

Изучение естественнонаучных дисциплин на любом уровне не может осуществляться без соответствующей организации экспериментальных практических работ. Любые экспериментальные исследования пробуждают интерес к соответствующей науке, стимулируют учащихся к самостоятельному «добыванию» знаний. Среди всех школьных предметов именно при изучении химии, биологии, физики ученики могут, проводя эксперимент, получить новые знания, умения и навыки, закрепить теоретические понятия [1] .❳

Курс «Познаю мир через эксперименты» состоит из двух вариативных модулей («Химический эксперимент», «Биологический эксперимент»), каждый из которых рассчитан на 17 часов обучения и предназначен для обучающихся как 9 класса, так и 10-11 классов.

Специфика учебного курса «Познаю мир через эксперименты» состоит в особой организации учебной деятельности школьников в форме практических и лабораторных работ и предусматривает основной тип занятий — практикум. Интерес к предмету вызывает не просто демонстрация опытов, характеризующих свойтва вещества, а конкретно проблемный, занимательный, зрелищный эксперимент, который обучающиеся запоминают на эмоциональном уровне, а затем стремятся понять, почему так происходит [2] .

Обучение может быть организовано очно, очно с применением дистанционных технологий или полностью дистанционно. Курс размещен на платформе системы дистанционного обучения ГАОУ ДПО СО “ИРО” https://elearn.irro.ru/.

Одной из главных задач при разработке курса — отбор содержания, которое позволит реализовать именно элективный метапредметный курс, заинтересует и смотивирует школьников, поможет расширить и углубить знания школьников.

Содержание курса внеурочной деятельности «Познаю мир через эксперимент»

Введение (2ч)

Естественные науки. Методы научного познания. Общие и частные методы научного познания.

Методы биологии и химии: сходства и различия. Специфичные методы изучения биологии и химии.

Вариативный модуль «Биологический эксперимент»

Раздел 1. Микромир (10ч.)

Царство Растения. Отдел Одноклеточные водоросли: строение, особенности жизнедеятельности, многообразие и значение в природе и в жизни человека.

Царство Животные. Тип Инфузории: строение, особенности жизнедеятельности, многообразие и значение в природе и в жизни человека.

Царство Грибы. Одноклеточные грибы: строение, особенности жизнедеятельности, многообразие и значение в жизни человека.

Царство Бактерии: строение, особенности жизнедеятельности, многообразие и значение в природе и в жизни человека.

Раздел 2. Макромир (6ч.)

Царство Растения. Отдел Покрытосеменные: строение семени, особенности прорастания семян.

Особенности жизнедеятельности: фотосинтез и дыхание растений.

Царство Животные. Вид Человек разумный. Особенности дыхания.

Вариативный модуль «Химический эксперимент»

Раздел 1. Неорганическая химия (8ч.)

Кислоты. Номенклатура. Сила кислот. Водородный показатель среды рН. Электролитическая диссоциация кислот. Степень диссоциации. Методы их измерения и расчета. 

Значение кислот в природу и жизни человека.

Соли. Гидролиз солей. Кислые соли. Номенклатура. Получение. Химические свойства. Значение в природе и жизни человека.

Раздел 2. Органическая химия. Идентификация органических соединений (8ч.)

Непредельные органические соединения. Алкены, Алкины Алкадиены и Арены. Непредельные кислоты. Значение в природе и жизни человека.

Карбоновые кислоты. Номенклатура. Получение, химические свойства. Особенности муравьиной кислоты. Значение в природе и жизни человека.

Углеводы. Глюкоза. Дисахариды. Строение. Получение. Химические свойства. Значение в природе и жизни человека.

ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ КУРСА ВНЕУРОЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ «ПОЗНАЮ МИР ЧЕРЕЗ ЭКСПЕРИМЕНТЫ»

Тема занятия

Кол-во часов

Теория

Практика

 

Введение 

2

2

 
 

Методы научного познания.

1

1

 
 

Методы биологии и химии: сходства и различия.

1

1

 
 

Вариативный модуль «Биологический эксперимент»

16

6

10

 

Раздел 1. Микромир. 

10

3

7

 

1.Входная диагностика.

1

1

 
 

2. «Природный фильтр»
Одноклеточные, нитчатые и колониальные водоросли.

1

1

 
 

3. «Почему вода цветет, а фламинго розовый?»
Изучение разнообразия микроскопических водорослей различных проб.

1

 

1

 

4. «Охота за микробами»
Культивирование инфузории-туфельки

1

 

1

 

5. «Трубач и туфелька»
Реакции простейших на действие различных раздражителей

1

 

1

 

6. «Почему плесневеет хлеб?»
Выращивание плесневых грибов на разных субстратах

1

 

1

 

7. «Испеку я каравай»
Выращивание дрожжей при разных внешних условиях

1

 

1

 

8.Микробиологический эксперимент (правила подготовки субстрата, выращивание бактерий)

1

1

 
 

9. «Ох уж эти бактерии!»
Выращивание бактерий на разных субстратах

1

 

1

 

10. «Взгляд через микроскоп»
Изучение биологической загрязненности разных поверхностей

1

 

1

 

Раздел 2. Макромир.

3

3

 

1. «Посадил дед репку…»
Зависимость прорастания семян от различных условий среды

1

 

1

 

2. «С чего начинается жизнь».
Фотосинтез

1

1

 
 

3. «И не можем надышаться»
Обнаружение выделяемого газа при дыхании растений

1

 

1

 

4. «Почему мы дышим?»

Дыхательная система человека

1

1

 
 

5. «Что я знаю о себе»

Физиология дыхания

1

 

1

 

6.Итоговый контроль

1

1

 
 

Вариативный модуль «Химический эксперимент»

16

6

10

 

Раздел 1. Неорганическая химия.

8

2,5

5,5

 

1.Входная диагностика

1

1

 
 

2.«Кто сильнее?» Кислоты. Номенклатура. Сила кислот. Проблемный эксперимент.

1

0

1

 

3. «Почему кислоты кислые?» Водородный показатель среды рН. Электролитическая диссоциация кислот. Степень диссоциации. Методы их измерения и расчета. 

1

0,5

0,5

 

4.Ученический эксперимент «Кислоты вокруг нас. Бытовые ожоги и первая помощь».

1

 

1

 

5.Кислые соли. Номенклатура. Получение. Химические свойства. 

Проблемный эксперимент «Некислые» реакции кислых солей»».

1

1

 
 

6.Ученический эксперимент «Такая многогранная пищевая сода».

1

 

1

 

7. Гидролиз солей. Проблемный эксперимент «Соли бывают разные: индикаторы в них синие, желтые, красные»

1

 

1

 

8.Ученический эксперимент «Куда исчезают соли «-» в таблице растворимости?»

1

 

1

 

Раздел 2. Органическая химия. Идентификация органических соединений.

8

3,5

4,5

 

1. Непредельные органические соединения. Алкены, Алкины Алкадиены и Арены. Непредельные кислоты. 

1

1

 
 

2.Проблемный эксперимент «Идентификация непредельных органических соединений при помощи раствора марганцовки».

1

 

1

 

3. Ученический эксперимент «Исследование оливкового масла».

 

0,5

0,5

 

4.Карбоновые кислоты. Номенклатура. Получение. химические свойства. Особенности муравьиной кислоты.
Проблемный эксперимент «Реакция серебряного зеркала муравьиной и уксусной кислот»

   

1

 

5. Ученический эксперимент «Обнаружение лимонной кислоты во фруктовом мороженом»

 

0,5

0,5

 

6.Углеводы. Глюкоза. Дисахариды. Строение. Получение. Химические свойства. 

Проблемный эксперимент «Реакция бешеной морковки»

   

1

 

7. Ученический эксперимент «Обнаружение сахарозы и лактозы в молочном мороженом»

 

0,5

0,5

 

8.Итоговое тестирование

 

1

 
 

ИТОГО по курсу

34

14

20

Внедрение дистанционных образовательных технологий позволяет создать условия, при которых происходит адаптация обучения под индивидуальные особенности любого ученика с разным уровнем знаний и способностей. 

Таким образом, сочетание традиционных и дистанционных форм обучения обеспечит: 

-возможности изучения биологии и химии на углубленном и расширенном уровне; 

-рациональное использование учебного времени для детальной проработки тех вопросов, которые вызывают затруднения у обучающихся;

-построение индивидуального образовательного маршрута;

-выбор приоритетных направлений, темпов обучения

-формирование научного мировоззрения. 

Для осуществления мониторинга образовательных результатов обучающихся в ходе освоения курса «Познаю мир через эксперименты» предусмотрены диагностические материалы, включающие тематические тесты предметного содержания, тематические тесты на проверку знаний научных методов, КИМы для проверки метапредметных умений (познавательных УУД). Предусмотрены диагностические материалы для входного, промежуточного и итогового тестирования. 

Особой формой контроля освоения содержания становятся индивидуальные и коллективные визуальные эксперименты, опыты для младших школьников, проекты.

Вариативный модуль «Химический эксперимент»

Структура курса представляет собой отдельные учебные модули, которые включают в себя блок теории, задания для контроля  (самоконтроля) и эксперимент. 

Теоретические знания дети могут изучать самостоятельно, учитель формирует для них текстовой файл, включающий в себя основные понятия по изучаемой теме, которые будут важны для проведения эксперимента. Новый материал ученик также может изучить по видеоуроку, ссылка на который размещается в инструкции к уроку. В условиях дистанционного обучения некоторые занятия были проведены в форме зум-конференций, записи которых также размещены в системе курса.

После изучения теоретического блока дети проверяют усвоения материала при помощи тестовых заданий, тренажеров, рабочих тетрадей. Рабочая тетрадь разрабатывается под конкретный учебный материал и содержит информацию в виде текста, рисунков, таблиц. Возможны небольшие вставки из теоретического материала, но очень кратко и сжато! Часть информации отсутствует и ребенок, используя свои знания по этой теме, посмотрев на заполненные колонки (для образца), используя логику  — заполняет пропущенные  строки. Это может быть слово, словосочетание и, конечно, формула. 

Тестовые задания загружены в систему курса и проверяются автоматически. Ответы к рабочим тетрадям и тренажерам размещаются в конце занятия и предполагают самопроверку.

Наконец, эксперимент. Как на него логично выйти? 

Путь № 1 — Проблемный эксперимент. Он, как правило, осуществляется детьми самостоятельно до начала изучения теории (при дистанционном обучении дается ссылка на видео). Этот эксперимент проводится для формирования у школьников противоречия, которое они должны разрешить. 

Путь №2 — Ученический эксперимент, “обучающий” — его цель, формирование у обучающихся навыков химического эксперимента, умений работать по определенному алгоритму, делать выводы по итогам эксперимента и готовность приступить к самостоятельному эксперименту. 

Путь №3 — Ученический эксперимент, “выход на проект”. Учащимся после изучения определенной темы предоставляется возможность самим разработать и провести какое-нибудь мини исследование. Например, после изучения темы Кислоты, дается домашнее задание, собрать всю информацию по теме «Бытовые ожоги кислотами». На следующем занятии выдается учебное задание — составить План эксперимента “По определению бытовых растворов, способных нейтрализовать действие кислоты при химическом ожоге дома”. А после проверки, можно и осуществить!

Вариативный модуль «Биологический эксперимент» 

 Особенностью предмета «Биология» является формирование у школьников умений наблюдать биологические объекты и явления, осуществлять самонаблюдения, делать выводы. Одним из способов формирования этих умений является эксперимент. Проведение опытов расширяет и углубляет тематику учебного эксперимента, что дает возможность не только повысить качество знаний учащихся и их интерес к изучению биологии, но и развивать индивидуальные способности учеников.

Организовать самостоятельную работу учителю помогут дистанционные технологии. Дистанционное обучение – способ организации процесса обучения, основанный на использовании современных информационных и телекоммуникационных технологий, позволяющих осуществлять обучение на расстоянии без непосредственного контакта между преподавателем и учащимся.

Работа в виртуальном пространстве, в котором учащиеся или группа учащихся будут получать образовательные материалы в электронной форме, дает неоспоримое преимущество. Обучение становится намного эффективнее, особенно если к каким-либо текстовым материалам прикреплены презентации, изображения, аудио-, видеоматериалы, которые не могут не остаться в памяти слушателя. 

Вариативный модуль «Биологический эксперимент» включает в себя учебные модули, которые представляют собой необходимый теоретический материал по изучаемой теме, а также являются подготовительным этапом к эксперименту, так как биологические эксперименты требуют подготовки и понимания техники безопасности.

Для проверки знаний учащихся в системе дистанционного обучения разработаны тесты, которые автоматически проверяются и заносят прогресс учащихся в систему.

Эксперименты, объектами которых являются живые организмы, могут проводиться дома с помощью подручных средств. Результаты эксперимента оформляются в виде отчета и отправляются учителю на проверку. Отчет можно получить при помощи сервиса Padlet. Пост одной такой доски может содержать документы, ссылки, картинки, рисунки, а также видео и аудио (в том числе записанные учителем или учеником). Доска Padlet отлично подойдет для организации совместной работы учащихся, что является несомненным плюсом, так как учащиеся будут видеть не только свои посты и смогут сравнить результаты своего эксперимента с результатами одноклассника.

Для визуализации материала можно использовать интерактивные презентации, которые содержат необходимый теоретический материал, вопросы для самоконтроля, а также ссылки на различные видеоуроки и файлы для скачивания форм с отчетами о выполненной лабораторной работе. Большие возможности для создания таких презентаций учителю дает сервис Google презентации. Презентации можно дополнить тестами, созданными на платформе Google формы. Такие формы можно использовать как для самоконтроля, так и промежуточного контроля знаний.

Подводя итог, можно сказать, что, внедрение учебного курса «Познаем мир через эксперименты» обеспечивает более глубокое усвоение учащимися общих естественнонаучных закономерностей в части отдельных разделов курсов «Биология» и «Химия» и формирование у обучающихся комплекса метапредметных и личностных образовательных результатов. 

Cписок литературы

1) Демкин В.П., Можаева Г.В. Технологии дистанционного обучения в школе: электронное учебное пособие. Томск, 2007. [Эл. ресурс]. Электрон. дан. URL:http://ido.tsu.ru/other_res/ep/do_umk/

2) Журин А.А. Информационно-коммуникационные технологии и обучение химии / Естественнонаучное образование: информационные технологии в высшей и средней школе. Методический ежегодник химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Т.15 / Под общ. ред. проф. Г.В. Лисичкина — М.: Издательство Московского университета, 2019. — 248.

Запись опубликована в рубрике Восьмая конференция. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.