eng
Выпуск #2/2018
В.Шарощенко
Проектная и исследовательская деятельность будущих учителей физики в области нанотехнологий
Проектная и исследовательская деятельность будущих учителей физики в области нанотехнологий
Просмотры: 2313
Исследовательская и проектная деятельность школьников – основа достижения метапредметных образовательных результатов в условиях введения ФГОС.
УДК: 372.862; ВАК: 13.00.08; DOI: 10.22184/1993-8578.2018.81.2.180.183
УДК: 372.862; ВАК: 13.00.08; DOI: 10.22184/1993-8578.2018.81.2.180.183
Исследовательская и проектная деятельность школьников – основа достижения метапредметных образовательных результатов в условиях введения ФГОС. Современный учитель должен быть готов к руководству этим видом деятельности школьников, поэтому особую роль играет включение студентов – будущих учителей – в учебно-исследовательскую, проектную и проектно-исследовательскую работу.
В современном образовании проектная деятельность и кружковое движение – практики управления траекториями развития детей и подростков, уровнем мотивации и творческой активности, побуждением к поиску уникальных решений. Метод проектов способен вдохновить на новое дело и участие в его реализации от планирования до замещения дефицитных компетенций в команде инициаторов.
Подчеркивая важность и значимость кружкового движения и практик наставничества, Агентство стратегических инициатив РФ с 13 по 15 февраля провело первый всероссийский форум "Наставник 2018", направленный на развитие профессиональной среды. Цель форума – поиск, внедрение, представление и тиражирование практик наставничества в стране, повышение социального статуса наставника, признание его роли и места в обществе. Форум прошел на площадке 75-го павильона ВДНХ и объединил несколько тысяч человек, вовлеченных в практики наставничества. Две из пяти номинаций были непосредственно связаны с детством и образованием.
В число участников, на практике реализующих наставничество в проектной деятельности и кружковое движение, вошли: "Кружковое движение НТИ", Фонд "Сколково", сеть "Кванториум", сеть движения "Молодые профессионалы", проект "Точка кипения" и др.
Распространению практик наставничества в проектной деятельности способствуют меры их поддержки Правительством РФ, региональными властями и университетами. В 2018 году планируется проведение 18 региональных мероприятий, на которых будут обсуждаться достижения и перспективы развития практик наставничества в образовании, связь с промышленностью и реальным сектором экономики. Крупнейшие региональные вузы могут стать ресурсными центрами реализации идей наставничества, проектной деятельности и кружкового движения.
Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ) активно использует практики наставничества и кружкового движения в реализации образовательных задач. Ежегодно на базе ДВФУ проводятся различные мероприятия, на которых осуществляется совместная работа преподавателей, студентов и школьников, направленная на изучение и применение новых технологических решений и практик в работе вуза и школ региона. Среди многих мероприятий особый интерес представляют направления, связанные с физико-математическими науками и новыми технологиями:
• проект "точка кипения";
• чемпионат ДВФУ по стандартам "Молодые профессионалы" (WorldSkills Russia);
• проект "Лифт в будущее";
• проекты образовательного центра "Сириус";
• центр проектной деятельности ДВФУ;
• олимпиады ДВФУ.
Образовательный процесс в педагогическом вузе подчиняется всем закономерностям и принципам, свойственным обучению в высшей школе в целом. В частности, при подготовке будущего учителя должен соблюдаться принцип профессиональной направленности в изучении всех дисциплин. Стандарты для общеобразовательной школы требуют особого внимания к формированию у обучающихся представлений о современном уровне развития науки и техники. Поэтому можно утверждать, что изучение основ нанотехнологий в курсах физических наук в педагогическом вузе отвечает принципу профессиональной направленности обучения и способно существенно повлиять на формирование у будущих учителей знаний методологических основ современной науки.
Значение нанотехнологий для современной науки и промышленности трудно переоценить. Прогресс в этой области позволит добиться улучшения качества, экономичности, экологичности операций, производимых современным человеком и механизмами.
В рамках вариативной части образовательной программы можно предложить студентам курсы по основам и специальным вопросам нанотехнологий, а также методические курсы, направленные на подготовку будущего учителя к формированию у школьников представлений о таких технологиях.
Исследовательская и проектная деятельность школьников – основа достижения метапредметных образовательных результатов в условиях введения ФГОС. Современный учитель должен быть готов к руководству такой деятельностью школьников. Поэтому особую роль играет включение студентов – будущих учителей – в учебно-исследовательскую, проектную и проектно-исследовательскую работу.
В настоящее время наблюдаются стремительные изменения во всем обществе, которые требуют от человека новых качеств. Прежде всего, конечно, речь идет о способности к творческому мышлению, самостоятельности в принятии решений, инициативности. Естественно, что задачи по формированию этих качеств возлагаются на образование. Именно здесь должны закладываться основы развития думающей, самостоятельной личности. Можно констатировать, что набирающее силу за последнее десятилетие олимпиадное движение, проведение научно-практических конференций доказали свою эффективность. Конкурсы проектных и исследовательских работ школьников и студентов проводятся повсеместно, на региональном, всероссийском и международных уровнях.
Заинтересованные организации участвуют в повышении качества знаний школьников и студентов в области современной науки, в том числе и в области нанотехнологий. Так, Нанотехнологическое сообщество "НАНОМЕТР" ежегодно проводит Всероссийскую интернет-олимпиаду школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии – прорыв в Будущее!" (http://www.nanometer.ru/olymp2_o8.html). В рамках программы Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО создана "Школьная лига РОСНАНО" – сетевой проект, целью которого является продвижение в школах страны идей, направленных на развитие современного образования, в первую очередь – естественно-научного (http://schoolnano.ru/node/1449).
Вовлечение студентов-физиков – будущих учителей – в проектную и исследовательскую деятельность имеет два важных аспекта:
• процесс выполнения проекта и исследовательская работа студента помогают ему понять и осмыслить на более серьезном научном уровне явления и процессы, изучаемые в рамках программы общего и специальных разделов курса физики;
• знания методических основ проектной и исследовательской деятельности помогут будущим учителям в их работе в школе.
Сегодня современному учителю необходимо переосмыслить предыдущий педагогический опыт и найти новые ресурсы, которые можно использовать в системе образования.
Проявление талантливости, интереса студента к образованию возможно стимулировать через приобщение его к научно-исследовательской деятельности. Это очень актуально, так как многие студенты педагогических вузов стремятся обеспечить себе высокий уровень образования и подготовки.
Приобщение студентов к проектной и исследовательской работе позволяет им участвовать в образовательной среде, которая ориентирована на их интересы и потребности, дает возможность самовыражения, повышает их образовательный уровень, выявляет возможные недочеты и пробелы в полученных знаниях. Причем исследовательская и проектная работы должны вестись в контексте современного научного представления о материальности и дискретности мира. Подобные исследовательские проекты могут быть направлены в том числе на эксперименты с наномиром, позволяющие студентам лучше понять процессы нанотехнологий, объяснять их и вести исследовательскую работу в актуальных областях современной физической науки.
Такие исследовательские работы рекомендуется включать в вариативную часть обучения студентов при проведении спецкурсов по нанотехнологиям, современной физике и курса "Основы проектной и исследовательской деятельности". Исследовательский этап в изучении нанотехнологий предполагает выполнение исследовательских индивидуальных проектов, лабораторных работ, а также исследовательских и проектных работ, осуществляемых группой студентов.
В Школе педагогики Дальневосточного федерального университета проводятся работы по спецкурсу "Нанотехнологии", предполагающие самостоятельное выполнение исследования, а также его анализ и защиту. Многие виды лабораторных работ не требуют глубоких познаний в той или иной сфере нанотехнологий или других специальных дисциплин, так как рассматриваемые явления достаточно хорошо проявляются на уровне микро- и макромира, и для их визуализации достаточно использовать оптический электронный и сканирующий электронный микроскопы.
Студентам предлагаются следующие лабораторные работы:
• получение АСМ-изображения на СЗМ NanoEducator в полуконтактном режиме;
• влияние различных видов сахара на рост и развитие дрожжей;
• исследование эффекта лотоса;
• исследование содержания воды из различных источников;
• исследование механизма упругой и пластичной деформации;
• эффект "памяти формы";
• определение содержания витамина С методом бумажной хромотографии.
При отсутствии необходимого оборудования лабораторный практикум может быть заменен на семинарские занятия с обсуждением актуальных тем и вопросов сферы нанотехнологий.
Метод проектов, учебно-исследовательская и научно-исследовательская деятельность студентов в области нанотехнологий имеют много общего, и использование любого способа проектирования обеспечивает достаточно серьезный научный уровень познания физических явлений и процессов.
К общим характеристикам исследовательской и проектной деятельности следует отнести: целеполагание, формулировку задач, которые следует решить; выбор средств и методов, адекватных поставленным целям; планирование, собственно проведение проектных работ или исследования; оформление результатов работ в соответствии с замыслом проекта или целями исследования; представление результатов.
При включении в процесс обучения основам нанотехнологий с помощью метода проекта и проведения учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности студенты осваивают следующие умения:
• анализ научного исследования по представленному описанию – правильно указать проблему, используемые способы и средства проведения исследования, а также перечень полученных научных результатов;
• по представленному описанию несложного эксперимента выделение наблюдаемого эффекта – предложить объяснение наблюдаемого явления (свойства), перечислить бытовые ситуации, где наблюдается подобное явление, указать ситуации, где данная закономерность (или закон) используется для решения тех или иных человеческих нужд, назвать технические изобретения, которые были сделаны с использованием закона, рассмотренного в опыте;
• формулирование вопросов познавательного характера по поводу объекта (явления, события), относящегося к той или иной области научного знания;
• понимание смысла предлагаемых к обсуждению проблемных ситуаций, самостоятельное формулирование проблемного вопроса по предложенной ситуации;
• различение фактов и суждений, мнений и оценок;
• умение использовать исследовательские методы – наблюдения, опыты, эксперименты (естественно-научные методы); опросы, сравнительные описания, интерпретацию фактов (методы социальных и исторических наук); исследование математических объектов (методы точных наук); умение определять перечень исследовательских процедур по схеме "Как бы я изучал данный объект (явление, событие)".
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Chechel I.D. Management of research activities of a teacher and student in a modern school. – M.: September, 1998. 144 p.
2. Razumovskaya I.V., Sharonova N.V., Sharoschenko V.S. Introduction of nanotechnological knowledge into general course of physics by example of course of optics // Physical Education: Problems and Prospects for Development: XII International Scientific and Methodological Conference, dedicated to the 90th anniversary of the birth of S.E. Kamenetsky. – M.: MPSU, 2013. P. 103–105.
3. Sharoschenko V.S., Razumovskaya I.V., Sharonova N.V. Preparation of future teachers of Physics in the field of nanotechnology // School of the Future. 2015. No.4. August. P. 55–61.
В современном образовании проектная деятельность и кружковое движение – практики управления траекториями развития детей и подростков, уровнем мотивации и творческой активности, побуждением к поиску уникальных решений. Метод проектов способен вдохновить на новое дело и участие в его реализации от планирования до замещения дефицитных компетенций в команде инициаторов.
Подчеркивая важность и значимость кружкового движения и практик наставничества, Агентство стратегических инициатив РФ с 13 по 15 февраля провело первый всероссийский форум "Наставник 2018", направленный на развитие профессиональной среды. Цель форума – поиск, внедрение, представление и тиражирование практик наставничества в стране, повышение социального статуса наставника, признание его роли и места в обществе. Форум прошел на площадке 75-го павильона ВДНХ и объединил несколько тысяч человек, вовлеченных в практики наставничества. Две из пяти номинаций были непосредственно связаны с детством и образованием.
В число участников, на практике реализующих наставничество в проектной деятельности и кружковое движение, вошли: "Кружковое движение НТИ", Фонд "Сколково", сеть "Кванториум", сеть движения "Молодые профессионалы", проект "Точка кипения" и др.
Распространению практик наставничества в проектной деятельности способствуют меры их поддержки Правительством РФ, региональными властями и университетами. В 2018 году планируется проведение 18 региональных мероприятий, на которых будут обсуждаться достижения и перспективы развития практик наставничества в образовании, связь с промышленностью и реальным сектором экономики. Крупнейшие региональные вузы могут стать ресурсными центрами реализации идей наставничества, проектной деятельности и кружкового движения.
Дальневосточный федеральный университет (ДВФУ) активно использует практики наставничества и кружкового движения в реализации образовательных задач. Ежегодно на базе ДВФУ проводятся различные мероприятия, на которых осуществляется совместная работа преподавателей, студентов и школьников, направленная на изучение и применение новых технологических решений и практик в работе вуза и школ региона. Среди многих мероприятий особый интерес представляют направления, связанные с физико-математическими науками и новыми технологиями:
• проект "точка кипения";
• чемпионат ДВФУ по стандартам "Молодые профессионалы" (WorldSkills Russia);
• проект "Лифт в будущее";
• проекты образовательного центра "Сириус";
• центр проектной деятельности ДВФУ;
• олимпиады ДВФУ.
Образовательный процесс в педагогическом вузе подчиняется всем закономерностям и принципам, свойственным обучению в высшей школе в целом. В частности, при подготовке будущего учителя должен соблюдаться принцип профессиональной направленности в изучении всех дисциплин. Стандарты для общеобразовательной школы требуют особого внимания к формированию у обучающихся представлений о современном уровне развития науки и техники. Поэтому можно утверждать, что изучение основ нанотехнологий в курсах физических наук в педагогическом вузе отвечает принципу профессиональной направленности обучения и способно существенно повлиять на формирование у будущих учителей знаний методологических основ современной науки.
Значение нанотехнологий для современной науки и промышленности трудно переоценить. Прогресс в этой области позволит добиться улучшения качества, экономичности, экологичности операций, производимых современным человеком и механизмами.
В рамках вариативной части образовательной программы можно предложить студентам курсы по основам и специальным вопросам нанотехнологий, а также методические курсы, направленные на подготовку будущего учителя к формированию у школьников представлений о таких технологиях.
Исследовательская и проектная деятельность школьников – основа достижения метапредметных образовательных результатов в условиях введения ФГОС. Современный учитель должен быть готов к руководству такой деятельностью школьников. Поэтому особую роль играет включение студентов – будущих учителей – в учебно-исследовательскую, проектную и проектно-исследовательскую работу.
В настоящее время наблюдаются стремительные изменения во всем обществе, которые требуют от человека новых качеств. Прежде всего, конечно, речь идет о способности к творческому мышлению, самостоятельности в принятии решений, инициативности. Естественно, что задачи по формированию этих качеств возлагаются на образование. Именно здесь должны закладываться основы развития думающей, самостоятельной личности. Можно констатировать, что набирающее силу за последнее десятилетие олимпиадное движение, проведение научно-практических конференций доказали свою эффективность. Конкурсы проектных и исследовательских работ школьников и студентов проводятся повсеместно, на региональном, всероссийском и международных уровнях.
Заинтересованные организации участвуют в повышении качества знаний школьников и студентов в области современной науки, в том числе и в области нанотехнологий. Так, Нанотехнологическое сообщество "НАНОМЕТР" ежегодно проводит Всероссийскую интернет-олимпиаду школьников, студентов, аспирантов и молодых ученых в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий "Нанотехнологии – прорыв в Будущее!" (http://www.nanometer.ru/olymp2_o8.html). В рамках программы Фонда инфраструктурных и образовательных программ РОСНАНО создана "Школьная лига РОСНАНО" – сетевой проект, целью которого является продвижение в школах страны идей, направленных на развитие современного образования, в первую очередь – естественно-научного (http://schoolnano.ru/node/1449).
Вовлечение студентов-физиков – будущих учителей – в проектную и исследовательскую деятельность имеет два важных аспекта:
• процесс выполнения проекта и исследовательская работа студента помогают ему понять и осмыслить на более серьезном научном уровне явления и процессы, изучаемые в рамках программы общего и специальных разделов курса физики;
• знания методических основ проектной и исследовательской деятельности помогут будущим учителям в их работе в школе.
Сегодня современному учителю необходимо переосмыслить предыдущий педагогический опыт и найти новые ресурсы, которые можно использовать в системе образования.
Проявление талантливости, интереса студента к образованию возможно стимулировать через приобщение его к научно-исследовательской деятельности. Это очень актуально, так как многие студенты педагогических вузов стремятся обеспечить себе высокий уровень образования и подготовки.
Приобщение студентов к проектной и исследовательской работе позволяет им участвовать в образовательной среде, которая ориентирована на их интересы и потребности, дает возможность самовыражения, повышает их образовательный уровень, выявляет возможные недочеты и пробелы в полученных знаниях. Причем исследовательская и проектная работы должны вестись в контексте современного научного представления о материальности и дискретности мира. Подобные исследовательские проекты могут быть направлены в том числе на эксперименты с наномиром, позволяющие студентам лучше понять процессы нанотехнологий, объяснять их и вести исследовательскую работу в актуальных областях современной физической науки.
Такие исследовательские работы рекомендуется включать в вариативную часть обучения студентов при проведении спецкурсов по нанотехнологиям, современной физике и курса "Основы проектной и исследовательской деятельности". Исследовательский этап в изучении нанотехнологий предполагает выполнение исследовательских индивидуальных проектов, лабораторных работ, а также исследовательских и проектных работ, осуществляемых группой студентов.
В Школе педагогики Дальневосточного федерального университета проводятся работы по спецкурсу "Нанотехнологии", предполагающие самостоятельное выполнение исследования, а также его анализ и защиту. Многие виды лабораторных работ не требуют глубоких познаний в той или иной сфере нанотехнологий или других специальных дисциплин, так как рассматриваемые явления достаточно хорошо проявляются на уровне микро- и макромира, и для их визуализации достаточно использовать оптический электронный и сканирующий электронный микроскопы.
Студентам предлагаются следующие лабораторные работы:
• получение АСМ-изображения на СЗМ NanoEducator в полуконтактном режиме;
• влияние различных видов сахара на рост и развитие дрожжей;
• исследование эффекта лотоса;
• исследование содержания воды из различных источников;
• исследование механизма упругой и пластичной деформации;
• эффект "памяти формы";
• определение содержания витамина С методом бумажной хромотографии.
При отсутствии необходимого оборудования лабораторный практикум может быть заменен на семинарские занятия с обсуждением актуальных тем и вопросов сферы нанотехнологий.
Метод проектов, учебно-исследовательская и научно-исследовательская деятельность студентов в области нанотехнологий имеют много общего, и использование любого способа проектирования обеспечивает достаточно серьезный научный уровень познания физических явлений и процессов.
К общим характеристикам исследовательской и проектной деятельности следует отнести: целеполагание, формулировку задач, которые следует решить; выбор средств и методов, адекватных поставленным целям; планирование, собственно проведение проектных работ или исследования; оформление результатов работ в соответствии с замыслом проекта или целями исследования; представление результатов.
При включении в процесс обучения основам нанотехнологий с помощью метода проекта и проведения учебно-исследовательской и научно-исследовательской деятельности студенты осваивают следующие умения:
• анализ научного исследования по представленному описанию – правильно указать проблему, используемые способы и средства проведения исследования, а также перечень полученных научных результатов;
• по представленному описанию несложного эксперимента выделение наблюдаемого эффекта – предложить объяснение наблюдаемого явления (свойства), перечислить бытовые ситуации, где наблюдается подобное явление, указать ситуации, где данная закономерность (или закон) используется для решения тех или иных человеческих нужд, назвать технические изобретения, которые были сделаны с использованием закона, рассмотренного в опыте;
• формулирование вопросов познавательного характера по поводу объекта (явления, события), относящегося к той или иной области научного знания;
• понимание смысла предлагаемых к обсуждению проблемных ситуаций, самостоятельное формулирование проблемного вопроса по предложенной ситуации;
• различение фактов и суждений, мнений и оценок;
• умение использовать исследовательские методы – наблюдения, опыты, эксперименты (естественно-научные методы); опросы, сравнительные описания, интерпретацию фактов (методы социальных и исторических наук); исследование математических объектов (методы точных наук); умение определять перечень исследовательских процедур по схеме "Как бы я изучал данный объект (явление, событие)".
ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
1. Chechel I.D. Management of research activities of a teacher and student in a modern school. – M.: September, 1998. 144 p.
2. Razumovskaya I.V., Sharonova N.V., Sharoschenko V.S. Introduction of nanotechnological knowledge into general course of physics by example of course of optics // Physical Education: Problems and Prospects for Development: XII International Scientific and Methodological Conference, dedicated to the 90th anniversary of the birth of S.E. Kamenetsky. – M.: MPSU, 2013. P. 103–105.
3. Sharoschenko V.S., Razumovskaya I.V., Sharonova N.V. Preparation of future teachers of Physics in the field of nanotechnology // School of the Future. 2015. No.4. August. P. 55–61.
Отзывы читателей
