"Использование компетентностно-ориентированных задач в формате PISA на уроках физики в 9-м классе с целью формирования ключевых компетенций"

Компетентность – это тот индикатор образования, который дает возможность определить готовность выпускника школы к дальнейшему активному участию в жизни общества.
При этом подходе подразумевается иное, нежели традиционное для нас, определение целей общего образования. Цели формулируются на языке ключевых компетенций.
Ключевые компетенции – многофункциональный пакет знаний, способностей и отношений, которые требуются каждому человеку для полноценной личной жизни и работы, активной гражданской позиции и эффективного включения в жизнь общества.

На международном уровне (Сессия Совета ЕС по образованию, молодежи и культуре 23 февраля. 2006 г. – Брюссель) выделили 8 компетенций, которые являются необходимыми для граждан в обществе, основанном на знаниях:

– способность к коммуникации на родном языке;
–  способность к коммуникации на иностранных языках;
– математическая компетенция и базовые компетенции в науке и технике;
– цифровые компетенции;
– способность учиться;
– социальные и гражданские компетенции;
– способность к инициативе и предпринимательству;
– культурная компетенция.

Формирование ключевых компетентностей как освоенных учащимися способов деятельности было провозглашено одной из целей изменений российской системы образования в «Стратегии модернизации содержания общего образования» (2001 г.), директивно зафиксировано в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» и в «Федеральной целевой программе развития образования на 2006-2010 годы».

Ключевые компетенции школьников не выводятся научным путем, а формулируются государством и бизнес-сообществом, как определения требования к образованию и воспитанию.

В Кировской области принята концепция «Реализации (идей) компетентностно-ориентированного образования на территории Кировской области», где определен перечень ключевых компетентностей как результата образования на территории Кировской области.

Рефлексивная компетентность: способность и готовность организовывать свою деятельность в соответствии с позициями: что я делаю (делал, буду делать?), зачем я это делаю (делал, буду делать?), как я это делаю (делал, буду делать?), что я получу (получил в результате?).

Технологическая компетентность: способность и готовность к пониманию инструкции, технологии, алгоритма деятельности, к четкому их соблюдению.

Проектная компетентность: способность и готовность анализировать ситуацию; выделять проблемы, выдвигать идеи, способствующие их решению; ставить цели и соотносить их с устремлениями других людей; программировать и планировать свою деятельность; оценивать результаты своей деятельности.

Коммуникативная компетентность: способность и готовность получать необходимую информацию; представлять и цивилизованно отстаивать свою точку зрения в диалоге и в публичном выступлении на основе признания разнообразия позиций и уважительного отношения к ценностям (религиозным, этническим, профессиональным, личностным и т. п.) других людей.

Информационная компетентность: способность и готовность осуществлять информационный поиск и извлекать информацию из различных источников на любых носителях; делать аргументированные выводы на ее основе; использовать информацию для планирования и осуществления своей деятельности.

Социальная компетентность: способность соотносить свои устремления с интересами других людей и социальных групп; продуктивно взаимодействовать с членами команды, решающей общую задачу; реализовывать собственные права и выполнять обязанности гражданина.

Список ключевых компетентностей сформулирован с учетом мнения представителей учреждений различных уровней образования, расположенных на территории Кировской области (председателя совета директоров общеобразовательных учреждений г. Кирова, председателей советов директоров учреждений начального и среднего профессионального образования, совета ректоров высших учебных заведений Кировской области).

Смысл компетентностного образования в том, чтобы все школьные предметы в комплексе решали некоторые общие задачи. Но скромные признаки компетентностного подхода, наблюдаемые в стандарте, пока практически отсутствуют в реальном содержании обучения большинству предметов. Содержание образования доводится до учителя и учащегося в виде предметного учебно-методического комплекса (УМК), ведущую роль в котором играет учебник. А новые учебники, тем более, когда они строятся на новых для нашей школы принципах, быстро не пишутся. Возникает извечный российский вопрос: что делать? Ответ на этот вопрос существует.

Надо разрабатывать свои, где-то находить, учебные задания к материалу все тех же учебников, но формирующие, или, тренирующие ключевые  компетентности. Это как раз и означает, что содержание соответствующих параграфов нужно рассматривать как среду, а не как материал, который во, что бы то ни стало необходимо усвоить учащимися.

Особенность компетентностно-ориентированных заданий в формате PISA

При конструировании учебных задач тестов PISA закладываются:

1. Надпредметная компетенция. В Российском образовании она схожа с общеучебными умениями и навыками (умение читать, писать и считать; анализ и синтез со всеми операциями).
2. Предметная компетенция. Она  связанна с изучаемым предметом.
3. Коммуникативная письменная компетенция. Это диалог с текстом.

Дизайн теста

1. Введение.

В нем должна быть противоречивая, вызывающая вопросы и эмоции информация (словарные формулировки, таблицы, графики, электронные ссылки и т.д.)

2. Вопросы (1-7).

– в каждом вопросе должна содержаться дополнительная информация;
– вопросы формулируются не в предметной, а в оценочной форме;
– вопрос и информация не соответствуют;
– вводятся информационные шумы и дефициты (не нужная дополнительная информация или ее дефицит);
– позиционные задачи, где нужно указать отношение к авторской позиции и свое отношение к задаче;
– «спор» групп сверстников по рассматриваемому вопросу и учащийся должен включиться в диалог этих спорщиков, выбрать ту позицию, которая может сформулировать его собственную точку зрения, аргументировать ее.

3. Тезисы публичного выступления.

4. Подведение итогов (1-7); самооценка.

Задачи PISA позволяют сформировать:

–  умения давать развернутый ответ на поставленный вопрос, давать ответ в свободной форме;
– умение переходить от одного вида текста к другому;
– умение привлекать дополнительную информацию;
– умение использовать научно-практические знания для решения жизненных ситуаций.

Я составила тест в формате PISA для 9 классов по теме «Механические колебания и волны. Звук». На изучение этой темы в планировании выделяется 11 часов.

В задачах теста закладываются надпредметная, предметная и письменная коммуникативная компетенции.

В 1 вопросе содержится дополнительная информация.
Во 2 вопросе: вопрос и информация не соответствуют; информационные шумы.
В 3 вопросе: переход от одного вида текста к другому; привлекается дополнительная информация; может быть дан развернутый ответ на поставленный вопрос.
4 вопрос: нужно использовать научно-практические знания для решения жизненных ситуаций.
5 вопрос: на этот вопрос высказывается своя точка зрения и аргументируется.
6 вопрос: найти в этом задании точную информацию, сопоставить ее и дать ответ виде рекомендации.
7 вопрос: можно дать ответ в свободной форме. Вопрос формулируется не в предметной, а в оценочной форме.
8 вопрос: составление тезисов выступлений на тему « О пользе и вреде звуков и шумов на живые организмы».

Результативность: Данный тест апробирован. Результаты получились следующими: из 23 справились все 23; на отметку «5» – 5 чел., на отметку «4» – 8 чел., на отметку «3» – 10 чел.  С этим тестом справились все, так как на данном классе велась целенаправленная работа по формированию умений работы с учебным текстом. Задания для учащихся представлены в  необычных для них формулировках. Реакция учеников на предложенные задачи была разная: понравились такие задания –18 ученикам (своими необычными формулировками, можно высказать свою точку зрения, решить жизненную ситуацию), не понравились – 5 (надо над заданиями думать). С интересом выполняли 19 человек.

Выяснились проблемы, что учащиеся затрудняются:

– давать ответ в свободной форме;
– переходить от одного вида текста к другому и извлекать из каждого нужную информацию;
– составлять тезисы выступления;
– использовать научно-практические знания для решения жизненных ситуаций.

Тест PISA по теме «Механические колебания и волны. Звук».
9 класс Звук вокруг нас полезный и вредный

Нам известно, что такое звук. Рассмотрим влияние звука на живые организмы и их последствия.

1. В 1938 г. Американские исследователи Г.Пирс и Д. Гриффин, применив специальную аппаратуру, установили, что великолепная ориентировка летучих мышей в пространстве связана с их способностью, воспринимать эхо. Оказалось, что во время полета мышь излучает короткие ультразвуковые сигналы на частоте около 8•104Гц, а затем воспринимает эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих вблизи насекомых. Д. Гриффин назвал способ ориентировки летучих мышей по ультразвуковому эху  ЭХОЛОКАЦИЕЙ.
Как ты думаешь, почему эти ученые назвали способ ориентировки летучих мышей эхолокацией? Приведи примеры живых существ, которые используют этот способ ориентировки. Где еще используется подобный принцип обнаружения объекта?

2. Американские ученые обнаружили, что тигры используют для коммуникации друг с другом не только рев, рычание и мурлыканье, но также и инфразвук. Они проанализировали частотные спектры рычания представителей трех подвидов тигра – уссурийского, бенгальского и суматранского – и обнаружили в каждом из них мощную инфразвуковую компоненту. По мнению ученых, инфразвук позволяет животным поддерживать связь на расстоянии до 8 км, поскольку распространение инфразвуковых сигналов менее чувствительно к помехам, вызванным рельефом местности.
Как ты считаешь, в чем отличие ультразвука и инфразвука от звуковых волн, воспринимаемых человеком? Почему инфразвук, в отличие от обычного звука, позволяет тиграм общаться на столь далеких расстояниях? Какие известные вам свойства волн проявляются в данном случае?

3. Обычнодля обозначения того, что мы слышим, используются два близких по смыслу слова: «звук» и «шум».
Звук – это физическое явление, вызванное колебательным движением частиц среды.
Шум – представляет собой хаотичное, нестройное смешение звуков, отрицательно действующее на нервную систему. Воздействие шума на человека определяется его уровнем (громкостью, интенсивностью) и высотой составляющих его звуков, а также продолжительностью воздействия.

Сравните громкость звука плеера с техническими устройствами, указанными в таблице. Согласен ли, ты с выводами скандинавских ученых, которые считают, что каждый пятый подросток плохо слышит, хотя и не всегда  догадывается об этом?

4. В диапазоне слышимых человеком звуков самое неблагоприятное воздействие оказывает шум, в спектре которого преобладают высокие частоты (выше 800 Гц). Звуки сверхнизких частот, которые мы даже и не слышим (инфразвуки), также опасны для организма человека. Частота в 6 Гц может вызвать ощущение усталости, тоски, морскую болезнь, при частоте в 7 Гц может даже наступить смерть от внезапной остановки сердца.
Доказано, что попадая в естественный резонанс работы какого-нибудь органа, инфразвуки могут разрушить его, например, частота в 5 Гц разрушает печень.
Ты наверно, испытывал неприятные ощущения при длительной езде в автобусе, при плавании на корабле или качании на качелях, если собственная частота вашего вестибулярного аппарата близка к 6 Гц? Каковы они, опиши? Какое физическое явление в этом случае проявляется?

5. Человек, находящийся в помещении, воспринимают не только прямые звуковые волны, создаваемые непосредственного источником звука, но и волны, отраженные потолком и стенами помещения. Понятно, что отраженные волны слышны с некоторым запаздыванием, так как их путь длиннее пути прямых волн.
Разреши сомнения.
Одни считают, что отраженные сигналы играют только отрицательную роль, создавая помехи восприятию основного сигнала, а другие считают такое представление неправильное. Выскажи свое мнение, аргументируя его.

6. Излученная источником звуковых колебаний энергия, распространяясь в закрытом помещении, частично отражается разнообразными преградами, а частично поглощается ими. Ту часть энергии, которая по каким-либо причинам не отразилась от препятствий, считают поглощенной. Различные по характеру и свойствам преграды характеризуются коэффициентом поглощения звука, который представляет собой отношение поглощенной энергии к полной энергии, падающей звуковой волны. Коэффициенты поглощения звука для некоторых материалов на различных частотах приведены в таблице.

Если бы ты стал строить современный коттедж, какие материалы ты бы использовал, чтобы уменьшить шум от проезжающих автомобилей?

7. Назовите существующие простые административные меры по борьбе с шумом. Как борются с шумом с помощью технических средств?

8. Составь тезисы выступления на школьной конференции по теме « О пользе и вреде звуков и шумов на живые организмы».

Таблица самооценки.

Ответы и решения к задачам

Задача 1.

Я думаю, что способ ориентировки летучих мышей назван эхолокацией, так как он связан с их способностью воспринимать эхо, эхо-сигналы, которые приходят к ней от ближайших препятствий и от пролетающих в близи объектов. То есть у летучих мышей есть способность принимать сигналы и реагировать на них. Этот способ используют дельфины. Этот принцип обнаружения объектов используется в радаре, в эхолоте.

Задача 2.

Отличие ультра- и инфразвука от звуковых волн в том, что они разной частоты. Инфразвук – это низкочастотные волны, а ультразвук – высокочастотные волны, которые не воспринимаются нашими ушами.
Инфразвук позволят тиграм общаться на столь дальних расстояниях, так как распространение инфразвуковых сигналов менее чувствительно к помехам, воззванным рельефом местности. Свойства волн, которые проявляются в данном случае: огибание, поглощение, отражение.

Задача 3.

По табличным данным громкость звука плеера 114 дБ. Сравнивая громкость плеера с другими техническими устройствами, например с громкостью звука телевизора, поезда метро, мотоцикла, реактивного самолета, оказалось больше. Да я согласна с выводами скандинавских ученых. Так как в настоящее время каждый пятый подросток пользуется многими техническими устройствами (плеер, телевизор, компьютер), а так же походы на дискотеки, где бывает очень шумно. Из-за чего у многих нарушатся психика, сон, что и приводит к постепенному ослаблению слуха, а затем глухоте. Хотя на самом деле ни каждый, догадывается, что все эти факторы отрицательно влияют на здоровье.

Задача 4.

Да испытывала. Мои ощущения: от езды в автобусе иногда, закладывает уши, ощущение усталости; при качании на качелях – головокружение, тошнота,  смена настроения, замирание сердца и дыхание. Физическое явление в этом случае – естественный резонанс, то есть частота колебания некоторых органов совпадает  с частотой вынужденных колебаний, амплитуда колебаний органов увеличивается и это приводит к данным эффектам.

Задача 5.

Я считаю, что в некоторых случаях отраженные сигналы могут улучшить, а в других случаях ухудшить качество звучания. Если время задержки, отраженных сигналов не которое критическое значение, то отраженный сигнал усиливает основной сигнал  и обогащает его звучание. Если время задержки, отраженных сигналов во много раз меньше или наоборот во много раз больше критического значения, то это проводит к сильному искажению основного сигнала – звук теряет свою красочность становится неприятным.

Задача 6.

По таблице я могу судить, что лучшим материалом для строительства катеджа является дерево. Причем чтобы уменьшить шум от проезжающих автомобилей дом нужно оштукатурить, так как коэффициент поглощения звука на разных высотах, для этих материалов практически одинаково. Но если дом построить из кирпича, то внутри обязательно на стенах и полах нужно положить коры или войлочные покрытия, так как ковер и войлок имеют хорошие коэффициенты поглощения звука. У войлока, чем больше частота звука, тем больше коэффициент поглощения звука. У ковра то же с повышения частоты коэффициент поглощения увеличивается, но поменьше чем у войлока.

Задача 7.

С шумом борются простыми административными мерами:
– в городах запрещено пользоваться автомобильными сигналами;
– запрещены полёты самолетов над городом.
Борются с шумами и с помощью технических устройств. Так, все автомобили, мотоциклы снабжены глушителями. Сажают деревья и кустарники.

Задача 8.

Тезисы:

• Шум вредно отражается на состоянии здоровья человека, прежде всего, снижается слух, состояние нервной и сердечно сосудистой системы. Находиться в полной тишине то же вредно. Лучше окружать себя красивой приятной музыкой и не забывать, чаще наслаждаться природным шумом – пением птиц, шелестом листвы. Это благотворно сказывается на состояние нервной системы и здоровья в целом.
• Школьникам не шуметь на уроках, так как шум непросто мешает восприятию материала, но и вредно влияет на здоровье. Издавать меньше визгов и криков, которые при коллективном исполнении почти сравнимы с шумом, издаваемым реактивным самолетом. Больше мелодичных звуков виде песен, стихов, приятного и не громкого смеха.
• Надо бороться с вредным влиянием шума путем контроля уровня шума, а так же при помощи специальных мер по снижению уровня шума. Поскольку одним из основных источников шума является автомобильный транспорт, можно предложить больше ходить пешком, пользоваться велосипедами, прогулки на свежем воздухе полезны для здоровья, они укрепляют сердечно-сосудистую системы. Регулярно сажать деревья. Они и кислород производят, помогая решать проблемы загрязнения воздуха и защищают от шума.

Литература:

1. Иванов Д.А., Митрофанов К.Г., Соколова О.В. Компетентностный подход в образовании. Проблемы, понятия, инструментарий. Учебно-методическое пособие.–  М.: АПКиППРО, 2005. – 101 с.
2. Библиотечка «Первое сентября», серия «Физика». Вып.4, 2007.