Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические основы конструирования образовательной среды учебного кабинета естествознания... 10
1.1. Психолого-педагогический анализ феномена «образовательная среда» . 10
1.2. Структура образовательной среды учебного кабинета естествознания 28
Глава 2. Конструирование образовательной среды учебного кабинета естествознания... 52
2.1. Тенденции научного и учебного познания в области естествознания и принципы их отражения в образовательной среде учебного кабинета естествознания 52
2.2. Разработка содержательно-методического компонента образовательной среды учебного кабинета естествознания 68
Глава 3. Экспериментальное исследование педагогической эффективности изменений образовательной среды учебного кабинета... ... 92
3.1. Анализ запросов учителей к образовательной среде кабинета естествознания 92
3.2. Проверка эффективности использования содержательно-методического компонента образовательной среды кабинета естествознания в учебно-воспитательном процессе 103
Заключение... 125
Библиография 129
Приложения 145
- Психолого-педагогический анализ феномена «образовательная среда»
- Тенденции научного и учебного познания в области естествознания и принципы их отражения в образовательной среде учебного кабинета естествознания
- Анализ запросов учителей к образовательной среде кабинета естествознания
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Сегодня перед образованием стоят грандиозные задачи, требующие его радикального преобразования и обновления. Это обусловлено масштабностью и темпами прогресса современной цивилизации, в которой образование выступает как важнейший компонент культурного, социально-экономического и экологически устойчивого развития человека, сообществ и наций. Образовательная среда, являясь частью социокультурной среды, также претерпевает изменения. Идеи развития социокультурной образовательной среды в современных условиях разрабатываются в исследованиях психологов и педагогов (С.Г. Вершлов-ский, В.Г. Воронцова, Г.А. Ковалев, В.А. Козырев, В.И. Панов, И.М. Уланов-ская, Г.С. Сухобская, СВ. Тарасов и др.).
Вопросы организации образовательной среды в области естественнонаучного образования в методической литературе затронуты лишь по отдельным аспектам. Не существует единой типовой модели кабинета естествознания, соответствующей современным требованиям, предъявляемым к образовательной среде. В связи с введением интегрированного курса «Естествознание», как обязательного в учебном базисном плане, проблема создания учебного кабинета естествознания обозначена следующим образом: представлена модель типового кабинета естествознания для основной малокомплектной сельской школы, разработан перечень объектов и средств материально-технического обеспечения курса естествознания 10-11 классов. Однако, при обсуждении вопросов организации учебного кабинета, акцент делается исключительно на комплекс материально-технического и учебно-методического обеспечения образовательного процесса, при этом учебный кабинет, как образовательная среда в совокупности всех ее функций, не рассматривается.
Проблема конструирования образовательной среды, отвечающей современным целям и задачам естественно-научного образования, обусловлена педа-
4 гогическими установками на развитие целостного мировосприятия, экологического мышления, осознание роли человека в биосфере как элемента биосферного мышления, что требует единой системы непрерывного интегративного подхода к организации учебного процесса.
В связи с этим, представляется актуальным разработка модели кабинета естествознания, комплексно обеспечивающего такую образовательную среду, которая соответствует целям и задачам естественно-научной подготовки учащихся.
Цель исследования: повышение эффективности использования учителем образовательной среды кабинета естествознания.
Объект исследования: образовательная среда учебного кабинета естествознания.
Предмет исследования: содержательно-методический компонент образовательной среды учебного кабинета естествознания.
Гипотеза исследования: педагогическая эффективность образовательной среды учебного кабинета естествознания повышается, если:
Конструирование учебного содержания образовательной среды адекватно отражает специфику интегративного подхода в естественно-научном образовании.
Содержательно-методический компонент образовательной среды спроектирован и реализован на основе принципа изоморфизма.
Учителя осваивают и систематически используют предложенную методическую систему в педагогической деятельности.
Задачи исследования:
Провести теоретический анализ проблемы создания образовательной среды при обучении естествознанию.
Выявить специфику образовательной среды интегрированного курса естествознания.
Проанализировать запросы учителей к образовательной среде кабинета естествознания.
Разработать и обосновать содержательно-методический компонент образовательной среды учебного кабинета естествознания.
Осуществить экспериментальную проверку эффективности использования учителями содержательно-методического компонента образовательной среды в учебном процессе преподавания естествознания.
Теоретико-методологической базой исследования послужили:
Философские аспекты естественно-научного знания (В.И. Вернадский, В.П. Казначеев, Б.М. Кедров, Н.Н. Моисеев и др.);
Философия образования в ее гуманистической парадигме (И.Ю. Алек-сашина, С.Г. Вершловский, В.Г. Воронцова, Ю.Н. Кулюткин, О.Е. Лебедев и др.);
Исследования зарубежных психологов, посвященные развитию социокультурной образовательной среды (А. Бандура, Р. Баркер, К. Левин, К. Роджерс, Г. Сире, Р. Соммер, Э. Фром, К.Г. Юнг и др.), отечественных педагогов и психологов (Г.А. Ковалев, В.П. Лебедева, А.Б. Орлов, В.И. Панов, А.В. Петровский, В.В. Рубцов, В.А. Сластении, В.И. Слободчиков, И.М. Улановская, Б.Д. Эльконин, В.А. Левин и др.);
Педагогические исследования, посвященные проблемам развития образовательной среды, роли и месту в ней педагога (И.А. Баева., С.Г. Вершловский, В.Г. Воронцова, В.А. Козырев, Ю.Н. Кулюткин, О.Е. Лебедев, Г.С. Су-хобская, СВ. Тарасов и др.);
Концепция гуманитаризации содержания естественно-научного образования (И.Ю. Алексашина, И.С. Дмитриев, Н.И. Орещенко, Л.В.Тарасов и др.).
Исследования, посвященные разработке теоретических основ создания типовых кабинетов для естественно-научных учебных предметов (Ю.Г. Бары-шева, И.П. Борисова, П.И. Боровицкий, А.И. Глазырин, М.М. Гостев, А.А. Гра-бецкий, И.В. Козырь, Т.С. Назарова, К.Я. Парменов, А.А. Покровский, Н.А. Пугал, Д.И. Трайтак, В.Ф. Шилов и др.);
Исследования, посвященные разработке понятия «дидактическая единица усвоения знаний» (П.М. Эрдниев, Б.П. Эрдниев и др.);
Научная новизна исследования заключается в следующем:
Определена структура образовательной среды учебного кабинета естествознания.
Разработан содержательно-методический компонент образовательной среды учебного кабинета естествознания на основе принципа изоморфизма.
Обоснована эффективность использования содержательно-методического компонента образовательной среды учебного кабинета естествознания в учебно-познавательной деятельности учащихся и обучающей деятельности учителей.
Теоретическая значимость исследования:
Раскрыты особенности содержания и организации образовательной среды учебного кабинета естествознания.
Обосновано введение и функционирование в теории и методике обучения естествознанию принципа изоморфизма.
Определена «интегрирующая дидактическая единица усвоения учебной информации» содержания образовательной среды учебного кабинета естествознания.
Практическая значимость исследования:
Разработан комплекс дидактических материалов, адресованных преподавателям естествознания и содержащих обобщение опыта использования «интегрирующих дидактических единиц усвоения учебной информации» в учебно-познавательной деятельности учащихся.
Разработаны методические рекомендации по организации образовательной среды кабинета естествознания.
Разработан и апробирован модельный вариант образовательной среды учебного кабинета естествознания.
Положения, выносимые на защиту:
1. Образовательная среда учебного кабинета обусловливает педагогическую эффективность освоения интегрированного курса «Естествознание».
Содержательно-методический компонент образовательной среды учебного кабинета естествознания, разработанный на основе принципа изоморфизма научного и учебного содержания естественно-научного знания, создает условия для успешного решения целей и задач курса естествознания.
Предложенная методическая система конструирования и использования образовательной среды учебного кабинета естествознания позволяет направить деятельность учителя на освоение учащимися ведущих идей интегрированного курса естествознания.
База исследования:
Экспериментальные исследования проводились на базе Санкт-Петербургской Академии постдипломного педагогического образования, а также следующих образовательных учреждений (общеобразовательных школ) Санкт — Петербурга: №149, №150, №619 Калининского района, №513, №516, гимназии №528 Невского района, №91 Петроградского района, лицея №623, гимназии №2 Выборгского района.
В различных методах исследования приняли участие 141 педагог и 132 учащихся общеобразовательных школ, лицеев и гимназий г.Санкт-Птербурга.
Основные этапы исследования:
На первом этапе (1999-2000 г. г.) проведен теоретический анализ и изучение состояния проблемы в теории и практике преподавания естествознания в СПб; осуществлен разносторонний анализ средств и методов обучения, применяемых в школах СПб, проведено анкетирование учителей, впоследствии составившее основу разработки модели образовательной среды, применительно к курсу естествознания; определены цели и задачи исследования, сформулированы гипотезы, определена теоретическая концепция исследования.
На втором этапе (2000-2004) разработана модель образовательной среды учебного кабинета естествознания; построена теоретическая модель, составляющая ориентировочную основу деятельности учащихся в контексте использования образовательной среды; скорректирована целостная методическая сие-
8 тема конструирования образовательной среды; произведена проверка созданных дидактических материалов.
На третьем этапе (2004-2006) выполнена математическая обработка результатов исследования, сформулированы выводы.
Методы исследования:
Теоретические: анализ методологической, философской, психолого-педагогической, методической, социально-педагогической литературы по исследуемой проблеме; моделирование.
Эмпирические: констатирующий и формирующий эксперименты, в ходе которых проводилось поэтапное анкетирование и беседы с учителями и учащимися, опросы, педагогическое наблюдение, анализ уроков и внеклассных мероприятий естественно-научного обучения, работ учащихся, экспертная оценка дидактических материалов.
Метод контент-анализа работ учащихся,
Математические методы обработки материалов исследования: статистический и графический анализ результатов исследования.
Достоверность и обоснованность основных положений и выводов исследования обусловлены последовательной реализацией методологической основы исследования, логически непротиворечивым теоретическим анализом проблемы, целенаправленным использованием системы взаимодополняющих методов педагогического исследования, сочетанием данных количественного и кач: венного анализа, практическим подтверждением основных положений исследования в экспериментальной работе, апробацией разработанных дидактических материалов, модели образовательной среды учебного кабинета естествознания.
Апробация результатов исследования осуществлялась через публикации, преподавательскую и исследовательскую деятельность. Ход диссертационного исследования докладывался и обсуждался на научно-практических конференциях аспирантов, соискателей и молодых ученых СПбГУПМ (с 2003 г. — СПб АЛЛО) в 2001- 2004, на научно-практических конференциях и семинарах кафедры теории и методики естественно-научного образования.
Результаты проведенного исследования нашли свое отражение в 5 публикациях.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографического списка и приложений. В работе 144 страницы машинописного текста, 11 приложений, список литературы, включающий 198 наименований. Работа иллюстрирована схемами, таблицами, рисунками.
Психолого-педагогический анализ феномена «образовательная среда»
В современной психолого-педагогической науке феномен «образование» рассматривается в разных ракурсах: как образовательная система, как образовательный процесс, как образовательная деятельность, как индивидуальный или совокупный результат процесса, а также как образовательная среда и образовательное пространство. [18,63,77,135,150,161,197]
Образовательная среда рассматривается как часть социокультурной среды, как совокупность образовательных институтов и соответствующих им органов управления в кооперации с досуговыми, культурными, клубными, научно-производственными и другими объединениями, ориентированными в одном из направлений своей деятельности на цели образования. [38, 74, 76, 81, 89, 132, 135,143,160,163,173,198]
Образовательная система реализуется в образовательном процессе, суть которого есть обучение и воспитание развивающейся личности. Поскольку учебно-воспитательный процесс осуществляется в определенном социальном и пространственно-предметном окружении, в педагогике оно получило название «образовательная среда». [18, 132,173,197]
На взаимосвязь образования и среды указывал еще Ян Амос Коменский, Он подчеркивал зависимость среды от образования, а французский социолог П. Бурдье, изучавший образовательное пространство, считал, что образование во многом зависит от общества.
Решение этих проблем остается актуальным и в наши дни. Процесс модернизации отечественной школы требует осмысления ситуаций, связанных с воздействием феномена «среда» на образование. Как отмечают исследователи, на сегодняшний день в педагогике существует противоречие между тенденцией к более полному использованию возможностей среды и отсутствием научно обоснованных ориентиров в движении педагогов к ней и от нее к ребенку.
Можно выделить ряд предпосылок появления в педагогике понятия «образовательная среда». Во-первых, актуализация проблемы «человек и среда обитания» в современном мире. Во-вторых, недостаточная емкость и точность понятий для описания особенностей и преимуществ вариативного образования: «учебно-воспитательный процесс», «инновационная деятельность» и др.
Образовательная среда стала предметом педагогических и психологических исследований. Выделены уровни образовательной среды, описана ее структура, функции, субъекты. В некоторых работах раскрывается взаимосвязь образовательной и социокультурной среды. Идеи развития социокультурной образовательной среды разрабатываются в исследованиях психологов и педагогов (А.Бандура, Л.Н. Бережнова, Г.А. Ковалев, В.П. Лебедева, К. Левин, А.Б Орлов, В.И. Панов, И.М. Улановская, К. Роджерс, Э. Фромм, Б.Д. Эльконин, К.Г. Юнг, В.А. Левин и др.). Особо следует выделить исследования, посвященные проблемам развития образовательной среды, роли и месту в ней педагога (И.Ю. Алексашина, С.Г. Вершловский, В.Г. Воронцова, В.А. Козырев, В.Ю. Кричевский, Ю.Н. Кулюткин, О.Е. Лебедев, Г.С. Сухобская, СВ. Тарасов и др.). Данные исследования показали, что социокультурная образовательная среда влияет на человека, его мировосприятие и его отношение к ней при условии их взаимодействия.
В современных педагогических исследованиях образовательная среда рассматривается как категория, характеризующая развитие ребенка, что определяет ее целевое и функциональное назначение, в контексте предметности культуры общества. [150]
Образовательную среду можно рассматривать как подсистему социокультурной среды, как совокупность исторически сложившихся факторов, обстоятельств, ситуаций в педагогическом процессе и как целостность специально организованных педагогических условий развития личности ученика. [2, 38, 59, 81,87,119,150,163,173,198]
Логика исследования подводит к необходимости раскрытия понятия «среда» как родового для понятия «образовательная среда». Несмотря на необычайно широкое употребление понятия «среда», оно не имеет единого значения. Среда определяется по-разному, например, как совокупность природных и социальных условий, в которых протекает жизнедеятельность какого-либо организма; или совокупность людей, связанных общностью социально-бытовых условий существования, общностью профессии, занятий; либо как вещество, заполняющее пространство, а также тела, окружающие что-либо. (Словарь русского языка, с. 238).
Энциклопедический словарь дает следующее определение: «среда — окружающие человека общественные, материальные и духовные условия его существования и деятельности. Среда в широком смысле (макросреда) охватывает общественно-экономическую систему в целом: производительные силы, общественные отношения и институты, общественное сознание и культуру. Среда в узком смысле (микросреда) включает непосредственное окружение человека». Таким образом, понятие «среда» раскрывается через категории: пространство, окружение, условия.
Тенденции научного и учебного познания в области естествознания и принципы их отражения в образовательной среде учебного кабинета естествознания
Естествознание представляет собой обширный комплекс наук, возникших в процессе изучения природы. Оно направлено на выявление структуры мироздания, познание его развития и функционирования, представляет собой целостную систему представлений об общих принципах и законах существования мира. Отвечая на эти вопросы, естествознание формирует научную картину природы своего времени. Научная картина представляет собой целостную систему представлений об общих принципах и законах существования мира.
Этапы развития естествознания как науки учитывают смену научной парадигмы (по Т. Куну), картины мира и соответствующего стиля мышления каждой эпохи. С развитием знаний о природе научная картина природы меняется, и меняется научный стиль мышления данной эпохи: механистический, детерминистский, вероятностный, эволюционно-синергетический.
Современный постнеклассический период естествознания связан с системным подходом, так как объектом изучения стали в XX веке сложные системы и их взаимосвязи.
Использование системного подхода привело к пониманию биосферы как глобальной системы и человека как ее компонента. Сущность его заключается в том, что позволяет рассматривать человека как часть мироздания, неотделимым от него и способным оказать влияние на ход событий в окружающем мире и на этой основе определять стратегию развития человечества. [114,115, 116]
Предпосылки системного подхода Н.Н. Моисеев видит в формировании мировоззрения русских космистов, в эмпирических обобщениях, которые были получены в системных исследованиях русских ученых XIX столетия И.М. Сеченова, И.П. Павлова, Н.Н. Пирогова, К.А. Тимирязева, Д.И. Менделеева, В.М. Докучаева, В.И. Вернадского и других.
Основополагающим в современной науке является принцип системности. Именно этот подход лежит в основе всех представлений о любых объектах материального мира. Каждый из них — будь то атом, планета, организм или галактика, может быть рассмотрен как сложное образование, включающее в себя составные части, организованные в целостность, то есть, упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы [21,68,106].
На основе этих представлений сформировалось особое биосферное мышление. Его основу составляет учение В.И. Вернадского о переходе биосферы в ноосферу. [30, 31,32]
Это привело к возможности создания общего языка для описания единого процесса самоорганизации нашего мира. Язык, который позволил получить представление об общей направленности мирового цивилизационного процесса, месте в нем человека — это синергетика — общая теория развития систем.
Фундаментальное научное знание порождает разнообразные прикладные отрасли науки. Впечатляющие успехи прикладных наук (в медицине, генной инженерии, космических полетах) в XX веке привели к сциентизму (слепое преклонение перед неограниченными возможностями науки), к технократическому подходу в организации системы природопользования. Это выражалось во все возрастающей роли потребления природных ресурсов, их переработке и использованию. Человечество оказалось в зависимости от такого типа развития научного знания, которое все больше разобщало законы существования природы и законы развития общества. При этом упускалось из виду, что эпоха НТР обеспечивается лишь при условии непрерывного расходования природных ресурсов, в том числе, и невосполнимых энергетических и других ресурсов планеты. Вмешательства в жизнь природы не были значимы и очевидны, поэтому к концу XX века мы столкнулись с глобальными проблемами. Сциентистский и технократический подходы также недооценивают и тот факт, что научное знание развивается не только в направлениях, задаваемых социумом, но и в соответствии с внутренней логикой самой науки. Результаты ее часто бывают непредвиденными, а использование на практике чрезвычайно опасным.
В работах ученых философов К. Ясперса, К. Лоренца, Р. Хенви и др. показано, что в третьем тысячелетии перед человеком в новом качестве встали извечные вопросы смысла жизни, сущности природы и места человека в приро-де.[20, 101, 103, 181] С изменением масштабов деятельности человека обострились глобальные проблемы современности. [97, 98] Они напомнили о том, что природа и человек взаимосвязаны, что существует глобальная проблема выживания Человека на Планете, и для ее положительного решения требуются системный подход, организация научно обоснованного природопользования. Это ставит новые задачи перед научным и учебным познанием системы «природа — человек».
Анализ запросов учителей к образовательной среде кабинета естествознания
Цель экспериментального исследования состояла в проверке эффективности использования учителем содержательно-методического компонента образовательной среды в учебном процессе. Экспериментальные исследования проводились на базе СПбАППО, а также средних школ Санкт — Петербурга: №149, №150, №619 Калининского района, №513, №516, гимназии №528 Невского района, №91 Петроградского района, лицея №623, гимназии №2 Выборгского района. Исследование осуществлено в период с 1999г. по 2006 г. с помощью различных методов. Комплекс использованных методов включал:
Анкетирование и беседы с учащимися и учителями;
Педагогическое наблюдение;
Метод экспертной оценки дидактических материалов;
Моделирование;
Метод контент-анализа;
Математические методы обработки материалов: статистический и графический анализ результатов исследования.
Педагогический эксперимент включал два этапа: констатирующий и формирующий. Констатирующий эксперимент проводился с целью:
выявления наличия кабинетов естествознания в Санкт — Петербурге;
эффективности использования учебных кабинетов по другим предметам (химии, физики, биологии и др.) для преподавания естествознания;
выявления позиции учителей различных квалификаций по созданию и использованию кабинета естествознания;
выявления позиции учителей различных квалификаций по созданию и использованию кабинета естествознания;
изучения предложений учителей по оснащению кабинета естествознания.
Обратимся к анализу результатов констатирующего эксперимента.
Учителям естествознания в школах, где проходил эксперимент, в течение
5-й лет предлагалась анкета (см. Приложение 5). В анкетировании приняли участие 110 человек.
На вопрос анкеты «Существует ли в Вашей школе кабинет естествознания?» (см. Приложение 5) абсолютное большинство опрошенных учителей естествознания (более 95%) ответили отрицательно. Соответственно, в Санкт — Петербурге дидактически адаптированные кабинеты естествознания единичны (у Космодамианского А.В., Юрьевой А.С. и др.), в то время как для предметного обучения имеются высоко адаптированные кабинеты химии, физики, математики. Таким образом, можно констатировать, что в практике школ отдельные кабинеты естествознания обычно отсутствуют.
При ответе на вопрос анкеты «Испытываете ли вы затруднения при проведении уроков естествознания в классном помещении?» (см. Приложение 5), 80% из числа опрошенных учителей естествознания испытывают затруднения в использовании всех необходимых средств обучения при проведении уроков в классном помещении. В отдельных случаях классное помещение предоставляет возможность иметь стенды, шкафы.
При анализе ответов на вопрос анкеты «Какие средства обучения Вы используете на уроках?» (см. Приложение 5) получены следующие данные:
Натуральные объекты (природные объекты, коллекции, гербарии и т.п.) используют 35,8% опрошенных;
Модели натуральных объектов - 40,3%;
Учебники, справочники, тетради на печатной основе — 83,7%;
Оборудование для демонстрационных опытов — 22,4%;
Оборудование для лабораторных работ — 17,4%;
Другое (видео, компьютеры, мультимедийный проектор и др.) — 44,6%).
