Ученые - школьникам

Одним из самых ярких событий уходящей недели стало 1 сентября. И сегодня мы рассказываем о проекте, который объединил ученых Дубны, Брукхейвена и других научных центров мира...

В условиях развития новых технологий, растущей интеграции технических и общественных наук, достигнутого уровня научного знания возникает потребность в профессионалах с междисциплинарным мышлением, способных понимать мир как единую систему. Одним из условий подготовки специалистов с системным мышлением являются разработка и реализация комплекса мер, направленных на создание учебно-научной инновационной среды в образовательном учреждении. При этом интеграция научно-ориентированного обучения должна осуществляться в школе с самой ранней ступени развития ребенка и непрерывно, на каждом последующем этапе образовательного процесса.

Для решения задачи формирования новой концепции непрерывного, межпредметного обучения на научной основе, Объединенный институт ядерных исследований (Россия) и Брукхейвенская национальная лаборатория (США) - два крупнейших международных научных центра - с 2001 года осуществляют разработку и создание научно-образовательного интернет-журнала для школьников по естественным наукам "Online Science Classroom - Кладезь знаний". В настоящее время проект представлен сайтом http://www.OSCteam.com, содержащим интерактивные учебные модули по пяти разделам естественных наук: физике, химии, математике, экологии и биологии.

Цель проекта "Online Science Classroom - Кладезь знаний" - интеграция педагогических технологий, использующих методы научного познания для проведения учебных занятий в системе среднего и дополнительного образования и развитие непрерывного научно-ориентированного обучения, включающего обеспечение научно-исследовательской деятельности школьников в условиях современного развития общества и формирование у учащихся междисциплинарного мышления.

Учебный материал проекта представлен в виде занимательных интерактивных модулей, сочетающих потрясающую по красоте графику и уникальную информацию о фантастическом мире естественных наук. Вместе с нашими героями - Бобби Мегабрейном и Гарри Головастиком - школьники познают мир в единстве, взаимосвязи и взаимообусловленности всех сфер жизнедеятельности. Результатом такого подхода становится не единичный показатель обучения, а формирование междисциплинарного мышления.

Поект "Online Science Classroom" учитывает особенности разных школьных возрастных групп. В рамках проекта разрабатываются обучающие модули для трех ступеней системы среднего образования.

По содержанию и технологии работы обучающие модули для этой ступени разрабатываются в соответствии с психологическими особенностями детей младшего школьного возраста. К этому периоду мышление прошло путь от практически-действенного к наглядно-образному, когда задача требует прослеживания возможного пути решения в непосредственно наглядном поле. Поэтому при создании интерактивных обучающих модулей для младших школьников приоритетным направлением является выработка решений, способствующих развитию образного, визуального мышления и внимания к ценностно-смысловому содержанию получаемого знания. Предложенные интерактивные уроки выполнены в форме игр и занимательных упражнений с персонажами.

Учебный материал для I ступени включает интерактивные уроки по анатомии; физические модули, дающие возможность познакомиться с элементарными физическими понятиями и законами; задачи по математике, представленные в игровой форме; занимательные модули по биологии, знакомящие школьников с флорой и фауной разных стран и континентов; циклы интерактивных уроков по экологии, содержащие информацию о влиянии природных явлений на окружающую среду, и т.д.

Главной задачей при разработке учебного материала для младших школьников является формирование интереса учащихся к явлениям природы и устройству окружающего мира, знакомство с наиболее общими фундаментальными закономерностями естественных наук и целенаправленное развитие познавательной активности школьников с помощью метода "образного обучения". Обучающие модули для I ступени решают проблемы, связанные с переходом к изучению естественных наук в среднем звене и формируют прочную основу для дальнейшего обучения в этой области.

Для этой возрастной группы школьников в рамках проекта "Online Science Classroom" разрабатываются учебные модули, предусматривающие дальнейшее развитие познавательных интересов учащихся. Посредством интерактивных средств наглядности изучаются основные законы и явления естественных наук. При этом сферы учебной деятельности расширяются, идет постижение методов познания и закономерностей этого процесса.

На этом этапе вводятся различные формы и виды самостоятельной творческой деятельности, в процесс обучения внедряется элемент исследовательской работы, когда ученик вовлечен в процесс создания значимого и осмысленного продукта, представляющего интерес для самого ребенка, или в самостоятельное проведение настоящего научного исследования.

Так, например, разработанные для этой возрастной группы модули включают интерактивные лабораторные работы по физике и химии, представляющие собой и примеры из школьной программы, и некоторые упрощенные примеры анализа данных реальных экспериментов. Школьник выполняет ряд элементарных действий, нацеленных на определенный результат, таким образом постепенно воспроизводится процесс постановки эксперимента.

Кроме того, школьники могут не просто воспроизвести эксперимент, но и моделировать основные характеристики изучаемого процесса в зависимости от различных параметров.

После выполнения лабораторной работы школьнику предлагается для решения ряд задач различной степени сложности и направленности: от методических, призванных закрепить навыки применения изученных законов, до оригинальных, решение которых потребует синтеза всех имеющихся у учащихся знаний.

Интерактивные обучающие модули по геометрии, разработанные для 5-8 классов, позволяют создавать красочные, легко варьируемые и редактируемые чертежи, осуществлять операции над ними и обеспечивают развитие деятельности учащихся по таким направлениям, как анализ наблюдаемых явлений, их закономерностей, моделирование и исследование.

На этом этапе формируются первые представления о научно-исследовательской деятельности. Учебный материал для II ступени разрабатывается с целью развития у школьников духа пытливой заинтересованности, свободного исследования и творческого эксперимента.

Интерактивные обучающие модули разрабатываются в рамках взаимосвязи всех явлений и процессов, происходящих в природе, и формируют у школьников представления, умения и навыки, основанные на целостном видении картины мира. Учебный материал отражает взаимосвязь физических, химических и экологических явлений.

Разрабатываемые обучающие модули для II ступени нацелены на закрепление и дальнейшее развитие сформированного на I этапе интереса к естественным наукам, закладывание основ естественнонаучного знания и формирование глубокой базы для развития профессиональных интересов в области естественных наук в рамках междисциплинарного подхода.

На этом этапе учащиеся продолжают получать базисное образование, но уже на более глубокой основе дифференциации познавательно-профессиональных намерений, усложняется характер творческой научно-исследовательской деятельности, формируются устойчивые навыки самостоятельной учебно-научной работы, вырабатывается и закрепляется способность системного мышления, умение анализировать проблемы с разных сторон.

Обучающие модули для III ступени знакомят учащихся с современными научными данными и технологиями, достижениями международного сообщества ученых, вводят в круг новых фундаментальных понятий, способствуют расширению кругозора и информированности, позволяют увидеть, как изучаемые в школе законы работают в реальных экспериментах, привязывают полученные на I и II этапах знания к реальным научным исследованиям.

В этих интерактивных уроках раскрываются такие понятия, как современная картина строения материи, квантовая теория, ускорители высоких энергий, эксперимент STAR и т.д.

В рамках этой части проекта планируется разработка цикла уроков, раскрывающих основы актуальной сегодня идеи единства природы, общества и человека - идеи "устойчивого развития", а также создание интерактивных обучающих модулей, посвященных революционно новому направлению, а именно нанотехнологии - науке, связанной с манипуляциями атомами и молекулами и стимулирующей развитие таких направлений, как атомно-молекулярный дизайн, вычислительные разделы химии, физики, биологии, электроники, многоуровневое математическое моделирование. Главной целью разработки этих уроков является повышение эффективности профилизации учащихся с системным мышлением, способных понимать мир как сплав индустрии, науки, экономики, духовной организации социума.

Разработанные обучающие модули для старших школьников нацелены на закладывание основ научно-исследовательской деятельности, формирование устойчивых профессиональных интересов в области естественных наук и готовят учащихся к дальнейшей научной деятельности в вузе.

Совместная деятельность ОИЯИ и BNL, организаций, обладающих уникальным научно-технологическим и кадровым потенциалом, обеспечивает научную компоненту проекта "Online Science Classroom". Созданию и развитию информационно-методической и методологической ресурсной базы проекта способствует взаимодействие с крупными научными центрами России и США. Первые результаты работы над проектом были представлены и одобрены на многих международных конференциях, проводимых образовательным сообществом. Проект был также презентован представителям стран-участниц Объединенного института ядерных исследований. На уровне министров науки и образования, парламентских комитетов по науке, президентов национальных академий наук была подчеркнута необходимость дальнейшей реализации проекта "Online Science Classroom", что подтверждается Меморандумом стран Центральной Азии и Кавказа (Баку, 6-8 апреля 2004 года).

Первые интерактивные обучающие модули проекта были апробированы на базе Всероссийского лагеря информационных технологий "КОМПЬЮТЕРиЯ" ("Андреев-Софт", Тверь). Экспериментальное использование проекта "Online Science Classroom" показало повышение уровня восприятия школьниками материала, развитие учебно-научной инновационной среды в образовательном учреждении, интенсификацию учебной деятельности.

В ближайшее время, помимо оформления материалов "Online Science Classroom" в ежемесячно обновляемый интернет-сайт, планируется также подготовка off-line версий по разделам.

Ю. Панебратцев, Н. Шленова.