Малая академия МГУ имени М. В. Ломоносова

Работы по проекту РГНФ № 06-06-00688а в 2007 году были направлены на экспериментальную проверку эффективности разработанной в рамках данного проекта в 2006 году модели экологически ориентированного образования в практике работы средних школ. Педагогический эксперимент проводился в московских школах – городских экспериментальных площадках МГУ в системе базового и основного образования, а также в рамках дополнительного образования школьников

Цели педагогического эксперимента заключались в исследовании эффективности использования модели экологически ориентированного образования, обеспечивающего гуманизацию естественнонаучных знаний, в системе среднего образования; в соответствии разработанного учебно-методического обеспечения сущности этой модели; в изучении возможности применения модели в практике работы средних школ.

В содружество экспериментальных школ входят: ГОУ СОШ № 96, ГОУ СОШ № 175, ГОУ СОШ № 525, ГОУ СОШ № 1262, ГОУ СОШ № 1305, ГОУ СОШ № 1284, ГОУ СОШ Пушкинский лицей № 1500.

Подготовка учителей к проведению педагогического эксперимента проводилась с апреля по июнь 2007 года, в том числе и в виде курсов повышения квалификации учителей (дисциплин естественнонаучного цикла). В ходе цикла проведенных лекций, семинаров, практических занятий и консультаций учителя ознакомились с сущностью планируемого педагогического эксперимента, его целями, задачами, планом и программой, а также с учебно-методическим обеспечением эксперимента. Большое внимание было уделено целенаправленному освоению учебно-методического обеспечения, необходимого для проведения педагогического эксперимента. Положительным аспектом явилось то, что все материалы представлялись их непосредственными разработчиками – специалистами, которые впоследствии выступили в качестве научных руководителей экспериментальных работ в школах.

Учителя дисциплин естественнонаучного цикла уяснили главную сущность экологически ориентированного образования школьников, нацеленного, прежде всего, на формирование у подростков экоцентрического сознания, убеждений, мировоззрений, то есть преподаватели дисциплин естественнонаучного цикла убедились в необходимости гуманизации естественнонаучных знаний. Важно отметить, что на текущем этапе работ учителя школ ознакомились с путями, подходами, возможностями обеспечения гуманизации естественнонаучных знаний в экологически ориентированном образовании школьников. Однако предлагаемую модель экологически ориентированного образования необходимо было экспериментально проверить.

Проведение педагогического эксперимента осуществлялась в период времени с апреля по ноябрь 2007 года. Успешное проведение подготовительных работ позволило приступить, собственно, к исполнительной части педагогического эксперимента, в ходе которого, прежде всего, были оценены контингенты учащихся в экспериментальных школах и выбраны классы, в которых целесообразно проводить эксперимент на всех запланированных уровнях: в базовой и основной школе, а также в рамках дополнительного образования старшеклассников.

Педагогический эксперимент в основной и базовой школе проводили с участием всего контингента учащихся выбранных классов. Основные усилия на данном этапе были направлены на формирование у школьников умений обобщения естественнонаучных знаний в области каждой отдельной дисциплины, а именно: в школьном курсе химии, физики, биологии и т.д. Важно отметить, что для решения поставленных задач педагогического эксперимента необходимо было обеспечить как усвоение школьниками предметных знаний каждой дисциплины в обобщенном виде, так и формирование у них умения обобщать любые знания, поскольку последнее является ключевым аспектом экоцентрического сознания человека, выстраивающего на научном фундаменте отдельных научных областей единую системную картину мира.

В ходе педагогического эксперимента в базовой и основной школе была апробирована возможность экологического модифицирования общеобразовательных школьных курсов, прежде всего, путем включения в них компонентов экологического содержания, то есть актуальных, значимых, интересных экологических фактов, относящихся к фундаментальным положениям учения о биосфере Земли. Особое внимание при этом уделялось обсуждению с учащимися конструктивных примеров рационального решения экологических проблем. Экспериментальные уроки были органически встроены в существующий учебный цикл и не нарушали общее развертывание педагогического процесса в школах. В качестве учебно-методического материала на данном этапе работ были использованы концептуальные схемы, разработанные в рамках проекта РГНФ № 04–06–00191а в 2004-2006 годах, а также учебно-методическое обеспечение, выполненное в 2006 году в рамках данного проекта.

Организация процесса усвоения для всех дисциплин естественнонаучного цикла была выполнена с учетом требований системно-деятельностного подхода. Этот общий психолого-педагогический фундамент явился основой формирования системообразующих межпредметных связей, позволяющих встроить отдельные естественнонаучные знания в единую экологическую картину мира. Особое значение в ходе развертывания педагогического эксперимента уделялось включению в предметное содержание дисциплин естественнонаучного цикла гуманитарного компонента, разъясняющего место человека в биоте, ответственность человеческого сообщества за функционирование техносферы, необходимость обеспечить минимизацию антропогенного воздействия на биосферу Земли.

На уроках дисциплин естественнонаучного цикла была апробирована эффективность использования многокомпонентной обучающей системы в качестве общей компьютерной поддержки учебного процесса разных школьных курсов. Многокомпонентная обучающая система включала печатные учебно-методические материалы, мультимедийные модули, тестовые задания с микрокомпьютерной поддержкой (на основе карманных персональных компьютеров), компьютерные программы, обеспечивающие интерактивную деятельность учащихся с предметом обучения. Общий подход к организации единой компьютерной поддержки учебного процесса разных дисциплин естественнонаучного цикла вносил свой положительный вклад в формирование межпредметных связей.

В педагогический эксперимент, проводимый в рамках дополнительного образования, были включены учащиеся с высоким уровнем мотивации, с развитыми интеллектуальными способностями и высокими достижениями в области дисциплин естественнонаучного цикла. Для данного контингента учащихся в форме факультатива были организованы элективные курсы: «Учение о биосфере Земли» и «Как мы познаем мир и самих себя». Данные курсы, являющиеся пропедевтическим этапом, который предварял исследовательскую или проектную работу, специфическим образом готовили школьников к решению творческих задач. Элективные курсы, в которых в равной мере было представлено содержание естественнонаучного и гуманитарного профиля, выполняли следующие дидактические функции:

• ознакомление школьников с основами построения научного исследования или выполнения проекта
• актуализация предметного содержания, являющегося базой предполагаемых научных исследований или проектных работ
• систематизация и обобщение предметного содержания, принадлежащего разным дисциплинам
• ознакомление с методологическим арсеналом, необходимым для выполнения исследовательских или проектных работ

Творческая работа с материалами данных элективных курсов подводила учащихся к построению единой системной картины мира на научной базе разных естественнонаучных и гуманитарных дисциплин. Такого рода деятельность трудно организовать в рамках основной или базовой школы, основные цели которых, прежде всего, направлены на усвоение учащимися предметного содержания отдельных общеобразовательных дисциплин. Использование индивидуального подхода и личностно ориентированных методик в организации учебного процесса создавали благоприятные условия для творческой работы учащихся при рассмотрении и анализе актуальных экологических проблем, при апробировании первых (пока умозрительных) попыток поиска решения этих проблем. Особое внимание в элективных курсах было уделено гуманитарному компоненту содержания, а именно: тем его элементам, которые необходимы для становления и развития экоцентрического сознания подростков, но которые трудно включить в школьные общеобразовательные курсы. Прежде всего, это касалось элементов экологической, когнитивной, социальной психологии, этике, основам теории познания, рассмотрению рефлексивных способностей человека.

Использование представленных элективных курсов позволяет оптимальным образом сочетать традиционные формы обучения школьников (реализованные в классно поурочной системе в рамках основной и базовой школы) с инновационными формами (реализованными в проектной и исследовательской деятельности школьников в рамках дополнительного образования). Организация учебного процесса в соответствии с представленной программой, с одной стороны, базируется на привычной для старшеклассника работе в классе, с другой стороны, учащиеся постепенно начинают осваивать и новые формы учебной деятельности. Очевидная новизна, например, проявляется в предметном содержании элективного курса, которое в основном выводится учащимися самостоятельно на основе знаний, уже усвоенных в основных и базовых школьных дисциплинах естественнонаучного цикла. То есть главная задача при работе с предметным содержанием элективного курса заключается в систематизации знаний, «принадлежащих» разным естественнонаучным дисциплинам, их обобщению и комплексному применению для описания единых объектов.

Очевидно, что освоение данных элективных курсов являлось обязательным условием включения старшеклассников в исследовательскую или проектную деятельность. Только те учащиеся, которые успешно усвоили все перечисленные выше образовательные компоненты, были готовы к самостоятельной творческой деятельности в сфере экологии и природопользования. По завершению данного курса учащиеся совместно с учителем обсуждали и выбирали предмет конкретного научного исследования или проектной работы.

Проектная и исследовательская деятельность школьников в рамках дополнительного образования была организована в соответствии с гуманитарной или естественнонаучной направленностью школы, с ее оснащением лабораторным оборудованием, с профессиональными предпочтениями учителей школы, с интересами старшеклассников, включенными в эту деятельность. К наиболее интересным темам творческих работ следует отнести:

• ГОУ СОШ № 96 – «Простейшая марганцовка и сложнейший перманганат калия».
• ГОУ СОШ № 175 – «Кислотные дожди и их влияние на окружающую среду».
• ГОУ СОШ № 525 – «Возможности метода хроматографии для экологического мониторинга атмосферы».
• ГОУ СОШ № 1262 – «Альтернативные источники энергии: за и против» и «Экологические аспекты коррозии металлов».
• ГОУ СОШ № 1284 – «Несколько правдивых слов о детекторе лжи».
• ГОУ СОШ Пушкинский лицей № 1500 – «Оценка экологического состояния почвенного покрова Российской Федерации», «Опыт проектирования экологических троп на охраняемых территориях г. Москвы (на примере «Кузьминок» и «Лосиного острова»)».

В ходе данного этапа педагогического эксперимента учащиеся на практике использовали базовые естественнонаучные и гуманитарные знания и умения, усвоенные ими на школьных уроках. Они уясняли возможности многоаспектного рассмотрения сложных экологических объектов с точки зрения сразу нескольких наук: химии, физики, биологии, истории и т.д. Помимо повышения общей компетентности учащихся в естественнонаучной области, исследовательская и проектная деятельности способствовали формированию способности самостоятельного критического анализа предлагаемых и используемых в настоящее время производств и технологий.

Особое внимание при организации проектных и исследовательских работ школьников было уделено оптимальному использованию современного лабораторного оборудования. В данном случае учащиеся осваивают абсолютно новый вид деятельности – выбор необходимого методологического инструментария для решения творческих задач, аргументация в пользу сделанного выбора. В противоположность этому в традиционных школьных курсах, как правило, в практических и лабораторных работах учащиеся просто осваивают предлагаемое учителем оборудование и инструментарий. Они не задумываются над тем можно ли выполнить данные работы с помощью каких-либо других методов, тем более не объясняют, почему будут работать, используя именно данные методы, именно с данным набором инструментов.

В ходе педагогического эксперимента было выявлено, что важнейшими особенностями проектных и исследовательских работ, которые существенно отличают их от практических или лабораторных работ, применяемых в базовой и основной школе, являются следующие:

• партнерские отношения с учителем – учитель не обучает, а руководит проектными и исследовательскими работами;
• партнерские отношения с одноклассниками, как другими разработчиками;
• как результат первых двух – не просто допустимость, но необходимость партнерского равноправного обсуждения, спора по поводу всех элементов работ;
• значительно 'большая доля самостоятельности учащихся – самостоятельная формулировка проблем, гипотезы исследования, замысла проекта, целей, задач и т.д.;
• ответственность не только за собственное усвоение знаний, но за итоговый общий результат работ;
• с одной стороны, некоторая неопределенность во времени (в особенности в научном исследовании), но, с другой стороны, необходимость успеть представить результат работ к сроку;
• большая, чем в традиционных школьных курсах, необходимость проявления инициативы, творческих способностей, развития воображения и т.д.

Важно отметить, что в ходе проектной и исследовательской деятельности вместе с усвоением предметного содержания происходит и усвоение школьниками всех компонентов исследовательской и проектной деятельности, что является значимым вкладом в развитие их личностных характеристик.

Включаясь в активную проектную или исследовательскую деятельность, старшеклассники самостоятельно, на собственном опыте приходили к пониманию значимости гуманитарных знаний в экологической сфере, поскольку такого рода деятельность зачастую включает не только поиск технических решений разнообразных экологических проблем, но и необходимость успешного взаимодействия с людьми. Очевидно, что начальная компетентность в области психологии, социологии, этики и других гуманитарных областей является необходимой для эффективной организации работ в экологической сфере. Участвуя в проектной или исследовательской деятельности, учащиеся развивали свои коммуникативные способности, уясняли свое место в творческом коллективе, учились преодолевать конфликтные ситуации в сложных условиях дискуссии или научного обсуждения.

Анализ результатов педагогического эксперимента свидетельствует об эффективности апробируемой модели экологически ориентированного образования школьников. Общая картина результатов экспериментального обучения выглядит следующим образом.

Положительные сдвиги были выявлены в усвоении учащимися предметного содержания общеобразовательных школьных курсов дисциплин естественнонаучного цикла, изучаемых в рамках базовой и общей школы. В ходе исследования фиксировались общие количественные показатели усвоения по общепринятым критериям (успеваемость и качество обучения). Кроме того, оценивались качественные характеристики усвоенных знаний: логичность, связность, полнота ответов учеников на поставленные вопросы, а также глубина вопросов, задаваемых самими учащимися по ходу уроков, проведения зачетов, при анализе результатов контрольных работ. Отмечалось позитивное развитие мотивационной сферы учащихся, выражавшихся в усилении интереса к изучаемым предметам; в частоте инициативных действий в учебном процессе; в предпочтениях учебных предметов.

Отдельно следует подчеркнуть, что апробированная модель образования обеспечивала формирование у старшеклассников установки на активную природоохранную деятельность, которая выражалась в посильном участии в исследованиях и проектных разработках в сфере экологии и природопользования. Особенно значимо то, что школьники охотно представляли результаты своих разработок для различной аудитории, вели дискуссии, аргументировали ценность и целесообразность результатов своих работ. Итоги проектных и исследовательских работ школьников были представлены:

• на Городской конференции проектных и исследовательских работ школьников по химии за 2007 год (учащиеся ГОУ СОШ № 96 получили диплом II степени победителей конкурса, школьники ГОУ СОШ № 1262 – поощрительную грамоту).
• на Фестивале Наук в Московском государственном университета имени М.В. Ломоносова (20 октября 2007 г.). Форум молодых исследователей: секция «Проектные и исследовательские работы школьников в сфере экологии» (школьники всех школ – экспериментальных площадок получили дипломы лауреатов форума).

В ходе эксперимента оценивали становление и развитие элементов экоцентрического сознания старшеклассников: методами тестирования, анкетирования, а также фиксированием высказываний учащихся в ходе дискуссии. Наиболее интересно сопоставление уровня сформированности аспектов экоцентрического сознания у школьников, выполнявших исследовательские и проектные работы, и школьников, которые были ознакомлены с результатами проектной и исследовательской деятельности одноклассников в ходе презентации на семинарах и конференциях.

Результаты такого сопоставления показывают, что школьники, не участвующие в проектной или исследовательской деятельности, достаточно хорошо осведомлены об региональных и глобальных экологических проблемах, но они не видят путей решения данных проблем. Участники, не выполнявшие проект, эмоциональны, готовы отчасти выступить в защиту природы, но в их действиях прослеживается неуверенность и даже бессилие. Школьники, включенные в проектную и исследовательскую деятельность, демонстрируют четко проявляющиеся компоненты экоцентрического сознания и по результатам тестирования, и по анкетированию. Более того, они не только отстаивают свои убеждения и мировоззренческие позиции в дискуссиях и спорах, но и готовы на деле участвовать в решении экологических проблем.

Учителя, принявшие участие в педагогическом эксперименте положительно оценивают предложенные инновации в сфере экологически ориентированного образования школьников. По мере проведения педагогического эксперимента они не только осваивали предлагаемую модель и определяли возможность ее использования в своих школах, но и оказывали консультативную помощь своим коллегам из других школ, выразивших желание подключиться к экспериментальной работе. Проведенные исследования показали эффективность предлагаемой экологически ориентированной модели обучения и соответствие учебно-методического материала, использованного в учебном эксперименте, этой модели. Результаты педагогического эксперимента дают основание утверждать о перспективности его продолжения и возможности последующего внедрения в практику работы средних школ.