Инновационные методики в преподавании естественно-научных дисциплин

Выпускнику, получившему среднее профессиональное образование, необходимо овладеть универсальными способами деятельности, ключевыми компетентностями, востребованными в повседневной жизни.

По мнению Л.Б.Дерябиной за последнее время изменились приоритеты образования. Если прежде ценились знания сами по себе, то теперь на первое место вышли умения приобретать и эффективно использовать знания. Причиной этого стал тот факт, что знания быстро устаревают или оказываются недостаточными, что приводит к необходимости овладеть способами их обновления [4].

Итак, постановку проблемы самообразования диктует социальный заказ, стоящий сегодня перед средним профессиональным образованием - дать студентам не только сумму знаний, но и сформировать у них умения самостоятельно пополнять знания, ориентироваться в стремительном потоке информации.

Разработкой вопросов самообразования студентов СПО занимались М.Б.Баликаева, Е.Н.Брязгунова, Л.П.Вишневская, Л.Б.Дерябина, Г.Б.Сабирова и другие.

М.Б. Баликаева определяет самообразование студентов как личностно-регулируемая деятельность в образовательном процессе, составляющая основу развития профессиональной компетентности как компонента «самообразующегося» специалиста, включающих признание и принятие непрерывности процесса саморазвития, необходимые для успешной социальной и профессиональной адаптации будущего специалиста [1, с. 7].

Однако, как отмечает М.Б.Баликаева, остаётся недостаточной разработанность педагогических условий развития самообразования студентов в
контексте компетентностного подхода [1, с. 9-10].

Одним из условий развития самообразования является использование современных образовательных технологий, когда обучение предполагает не просто усвоение готовых знаний по готовым алгоритмам деятельности, предполагающим отсутствие непосредственной помощи и контроля со стороны педагога, но наличие целостной взаимосвязанной системы деятельности обучающего и обучающихся как субъектов образовательного процесса, цель которой - мотивировать и вовлечь обучающихся в самостоятельную учебно-познавательную деятельность, создать условия для развития способности к саморегуляции, самоактивации, самоорганизации, самоконтролю, которые в дальнейшем позволят им самостоятельно изучить и освоить новые виды деятельности, а педагогу перейти от непосредственного руководства деятельностью обучающихся к консультированию. Для развития самообразования были выбраны современные образовательные технологии, которые приведены в таблице (См. табл. 1).

Таблица 1 - Комплекс современных образовательных технологий, предоставляющих возможности для развития самообразования.

Данные технологии выбраны на основании того, что они подразумевают такую организацию учебного процесса, при которой каждый его участник является активным субъектом познания. Эти технологии позволяют предоставить студентам большую самостоятельность. Такая организация работы наиболее желаемой, так как способствует приобретению опыта самостоятельной познавательной деятельности, развитию самообразования.

Рассмотрим возможности реализации данных технологий при обучении физике студентов первого курса специальности «Механизация сельского хозяйства» и специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта».

Активизации студентов в самостоятельном приобретении знаний способствует использование технологии развития критического мышления. Рассмотрим пример занятия по теме: «Механическое движение», построенного в логике технологии развития критического мышления.

Во вводной части, на стадии вызова, чтобы ввести студентов в тему и показать её значение, использовался метод учебного мозгового штурма. Студентам было предложено задание: Выскажите как можно больше ассоциаций, связанных с понятием «механическое движение». В помощь были сформулированы вопросы:

- Что такое механическое движение?

- Какова тема нашего занятия?

- Какова значимость изучения данной темы в вашей будущей профессиональной деятельности?

Все высказанные мнения записывались маркером на ватмане. Затем они были обобщены и совместно сформулирована тема и учебная цель занятия.

Применение данного метода помогло студентам самостоятельно определить значимость темы и способствовало развитию познавательного интереса.

На стадии осмысления использовался приём - составление таблицы по принципу «Знаю - Хочу узнать - Узнал». Студентам было предложено следующее задание: начертите таблицу, состоящую из трёх граф. Первая графа - «Знаю». Запишите в неё то, что вам известно по теме «Механическое движение», основываясь на знаниях, полученных из школьного курса физики. Вторая графа «Хочу узнать». Запишите в неё вопросы, на которые вы хотели бы получить ответы в ходе занятия. Третья графа «Узнал». Её вы заполните после прослушивания фрагмента лекции.

По окончании работы студентам было предложено проанализировать, получили ли они ответы на вопросы, поставленные до начала лекции.

Для закрепления материала была предложена групповая форма работы, результатом стало составление кластера «Виды механического движения». Затем каждая группа презентовала свой кластер, другие группы участвовали в обсуждении, дополняли, делали выводы. Пример кластера, разработанного студентами, представлен на Рисунке 1.

Рис. 1 - Кластер по теме «Виды механического движения», составленный студентами в ходе групповой работы.

При подведении итогов занятия выяснилось, что используемые приёмы работы помогли студентам освоить материал в ходе непосредственного участия в поиске и получении знаний, что способствовало развитию навыков самообразования.

Другая технология, используемая с целью развития самообразования студентов - технология коллективного взаимообучения. Данная технология предполагает самостоятельное изучение каждым студентов части материала, а затем объяснения изученного материала своим одногруппникам, что способствует не только развитию умения самостоятельного освоения знаний, но и их закреплению в ходе неоднократного повторения.

Работа с использованием данной технологии была проведена по теме: «Законы Ньютона». Работа была организована в триадах в два этапа:

- самостоятельное знакомство с материалом занятия;

- работа в триаде.

Содержание этапов представлено в таблице 2.

Таблица 2 - Организация коллективного взаимообучения

Преподавателем для каждого студента готовится карточка, в которой отражена основная информация по закону Ньютона и предложена практическая часть на решение задач с использованием данного закона. Каждый студент в триаде получает разные карточки: первый студент работает с первым законом Ньютона, второй - со вторым и третий - с третьим. После самостоятельной индивидуальной работы организуется взаимообучение в триаде.

Таким образом, технология коллективного взаимообучения индивидуальную работу по самостоятельному изучению материала и работу в малой группе, триаде, паре по взаимообучению. Такая организация работы позволяет повысить эффективность усвоения материала и развивает навыки самообразования.

Кроме того развитию навыков самообразования так же способствуют технология образовательноой робототехники. Образовательная робототехника - это направление, в котором осуществляется современный подход к внедрению элементов технического творчества в учебный процесс через объединение конструирования и программирования в одном курсе [5].

Суть технологии состоит в том, что на занятиях создаются технические модели из LEGO-конструкторов и программируются микрокомпьютеры. Созданные модели живут по заданной программе. Такая работа позволяет понять основы конструирования и робототехники, научиться конструировать управляемые машины.

Ипользование образовательной робототехники строится на деятельностном подходе, который подразумевает обучение на основе получения знаний в решении научно-познавательных и учебно-практических задач.

Педагогическая целесообразность программы заключается в том, что работа с образовательными конструкторами Lego, «Lego WEDO»  позволяет обучающимся в форме познавательной игры узнать многие важные идеи конструирования, проектирования и развить необходимые в дальнейшей жизни навыки и способность к самообразованию на основе решения исследовательских и проблемных задач.

Использование образовательной робототехники решает одну из основных задач компетеннтностного подхода - воспитание учебной самостоятельности, которая заключается в развитии умений целеполагания, планирования и рефлексии, становление личностного отношения к процессу познания, познавательной инициативы, исследовательских способностей, умений самостоятельного поиска знаний.

Рассмотрим возможности организации исследовательской деятельности студентов при работе с конструкторами. Студентам было предложено сконструировать пневматическую руку, представленную на рисунке 2.

Рис. 2 - Конструированипе пневматической руки на занятии физики по теме «Компрессорные машины».

Далее организуется исследование, в ходе которого нужно определить, какое давление понадобится, чтобы захватить и поднять груз.

Цель исследования: выявить закономерности между массой поднимаемого груза и степенью сжатия воздуха (если они существуют).

Задание для исследовательской деятельности: подумайте, какое нужно давление, чтобы поднять груз с помощью модели А затем проверьте на практике, какое минимальное давление потребовалось. Запишите данные в таблицу Р₂ = … Бар. После этого проделайте то же самое с моделью В (прикрепите к грузу черный кубик). Возьмите пластмассовый стаканчик. Определите, какое минимальное давление потребуется для захвата и подъема стаканчика (постарайтесь не повредить стаканчик). Запишите данные в таблицу Р₂ = … Бар. Возьмите пластмассовый стаканчик. Подберите несколько предметов, которые можно в него положить. Определите, какое минимальное давление потребуется для захвата и подъема стаканчика. Запишите данные в таблицу Р₂ = … Бар. Вычислите степень сжатия для всех 4 опытов. Запишите результаты в таблицу.

В ходе работы студентам предлагалось сделать вывод по каждому опыту и заполнить таблицу, представленную ниже (Таблица 3)

Таблица 3 - Исследовательская работа студентов на уроке по теме «Компрессорные машины».

После проведения работы обсуждаются результаты эксперимента.

Посредствам технологии роботоконструирования так же была организована проектная деятельность студентов, состоящая из следующих этапов:

1. Мотивация, обозначение темы проекта.

2. Мозговой штурм, коллективное обсуждение.

3. Изучение новых механизмов (алгоритмов).

4. Подготовка, распределение ролей.

5. Разработка модели на основе конструктора.

6. Составление программы.

7. Тестирование модели, устранение неисправностей.

8. Мини-состязания или исследования, или представление проекта и защита.

9. Коллективный анализ.

10. Последействие.

Организация работы над проектами предполагает изменение роли преподавателя: он позиционируется - не как транслятор знаний, а как организатор работы студентов, наставник, партнер. Роль педагога при выполнении проектов представлена на рисунке 3.

Рис. 3 - Роль педагога и студентов в процессе проектной деятельности.

Как видно из рисунка, на начальном этапе педагогу отводится ведущая роль с целью создания мотивации у студентов и оказания помощи в выборе темы и хода построения исследования. Далее на протяжении выполнения проекта роль педагога постепенно сменяется от мотиватора и источника информации до консультирования по обращению студента.

Таким образом, развитие самообразования является требованием компетентностного подхода, когда важны не знания сами по себе, а умение их приобретать. В связи с этим возникает необходимость смены образовательных технологий с репродуктивных на активные, вовлекающие студентов в процесс деятельности по приобретению знаний. Это является необходимым условием развития самообразования. Среди современных образовательных технологий наиболее результативны в решении поставленной задачи следующие технологии: технология развития критического мышления, технология коллективного взаимообучения, технологии проблемного и исследовательского обучения, образовательное робототехника, технология проектного обучения. Данные технологии позволили активизировать процесс обучения и усилить направленность студентов на самообразование.

Список использованной литературы

1. Баликаева М.Б. Развитие самообразования студентов вуза в условиях реализации компетентностного подхода: дис. … канд. пед. наук: 13.00.01. - Баликаева, Марина Бембаевна - Омск, 2017. – 280 с.

2. Брязгунова Е.Н. Самообразование как основа успешности человека // Педагогическое мастерство: материалы междунар. науч. конф. (г. Москва, апрель 2018 г.).  - М.: Буки-Веди, 2018. - С. 310-312.

3. Вишневская Л.П., Вишневская Г. В. Самообразование как психолого-педагогическая проблема // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В.Г. Белинского. - 2017. - № 16. - С. 156-158.

4. Дерябина Л.Б. Развитие самообразовательной компетентности у студентов учреждений среднего профессионального образования посредствам модульной технологии // Вестник Южно-Уральского государственного университета. - 2016. № 36. - 116-129.

5. Образовательная робототехника: [Электронный ресурс]. - Режим доступа. - URL: http://dopobr.68edu.ru/proekty/obrazovatelnaya-robototexnika

6. Сабирова Г.Б. Модель самообразования учащейся молодёжи // Среднее профессиональное образование. – 2019. - №12. – С. 16-19.