Приемы формирования информационно-коммуникационной компетентности на уроках физики

Формирование информационно-коммуникационной компетентности выпускников общеобразовательной школы – целенаправленный непрерывный процесс систематизированного накопления в содержании данного вида компетентности позитивных количественных и качественных изменений, позволяющих эффективно осуществлять работу с информацией выпускниками в дальнейшем обучении и профессиональной деятельности. Формирование данного вида компетентности происходит в процессе освоения обучающимися содержания образования по физике при работе с текстами, решении задач, выполнении различных практических и лабораторных работ через систему компетентностно-ориентированных заданий и задач, которая должна по возможности охватывать все эти виды деятельности.

Для упорядочения процесса формирования информационно-коммуникационной компетентности рассмотрим состав и виды деятельности, которые включает в себя данная компетентность. (Таблица 1) (Приложение)

Мной намеренно в данной структуре информационно-коммуникационной компетентности не указано на происхождение источников информации и орудий её поиска и обработки – будь это карандаш, ручка и традиционная книга или это ноутбук и Всемирная компьютерная сеть. Стратегия информационной деятельности не изменяется, если вам для решения проблемы приходится листать страницы книги, найденной по каталогу в библиотеке, или переходить с одной Веб-страницы на другую с помощью гипертекстовых ссылок. С той лишь разницей, что применение современных информационных технологий и WorldWideWeb многократно сокращает время, затрачиваемое на выполнение различных информационных задач, и расстояния. Пропасть между информационными источниками и потребителями информации исчезает, так что обучающиеся в сельской школе, расположенной в 50-ти километрах от ближайшего населённого пункта по бездорожью имеют возможность получить доступ ко всемирным информационным ресурсам и благодаря этому иметь достойное для 21 века образование.

Анализируя состав информационно-коммуникационной компетентности, а также шаги, необходимые для осуществления информационной деятельности, мы выявили три базовых компонента, владение которыми позволит наиболее успешно и рационально осуществлять эту деятельность:

— Функциональная грамотность чтения;

— Интеллект как мыслительные способности, необходимый для решения информационных задач;

— Опыт владения ИКТ (информационно-коммуникационными технологиями).

Именно на основании владения этими компонентами осуществляются виды деятельности, входящие в состав информационно-коммуникационной компетентности. Рассмотрим подробнее смысловое и компонентное содержание этих понятий.

Функциональная грамотность чтения – это способность человека использовать навыки чтения и письма в условиях его взаимодействия с социумом, то есть это тот уровень грамотности, который дает человеку возможность вступать в отношения с внешней средой и максимально быстро адаптироваться и функционировать в ней. В частности, сюда входят способности свободно использовать навыки чтения и письма в целях получения информации из текста и в целях передачи такой информации в реальном общении, общении при помощи текстов и других сообщений. Функциональная грамотность чтения – способность обучающегося понимать письменный текст, использовать его и размышлять над ним для достижения поставленной цели, развивать свои знания и потенциал, а также для того, чтобы участвовать в жизни общества.

В современной педагогике под функциональным чтением понимается чтение текста с определенной целью. Функциональное чтение занимает превалирующее значение в формировании информационно-коммуникационной компетентности.

Учащийся, овладевший навыком функционального чтения, умеет:

1. Точно интерпретировать вопрос;

2. Детализировать вопрос;

3. Находить в тексте информацию, заданную в явном или неявном виде;

4. Идентифицировать термины, понятия;

5. Сделать обоснование вопроса.

Не обладая навыком (умением) функционального чтения учащиеся не смогут выполнить и другие когнитивные действия (доступ, управление, интеграцию, оценку, создание, сообщение), входящие в информационно-коммуникационную компетентность. Следует заметить, что на первое место среди «болевых» точек в педагогических методиках выходит владение учителем методики обучения функциональному чтению. «Для учителя заниматься функциональной грамотностью чтения означает:

1. видеть проблему ученика, которая заключается в непонимании смысла текста, неумении его «прочитать»;

2. иметь представление о типологии заданий на разные уровни понимания текста;

3. уметь отбирать материал для разработки таких заданий, уметь его адаптировать под разные учебные задачи;

4. уметь создавать задания, направленные на развитие функциональной грамотности». [5]

Информационно-коммуникационно-технологическая компетентность подробно описана в Большой семёрке (Б7) В.Ф. Бурмакиной, М. Зелманом и И.В. Фалиной. В пособии для учителей сформулированы шаги информационной деятельности с использованием современных информационно-коммуникационных технологий и основных типов заданий, обучающих этим видам деятельности:

1.Определение

2.Управление

3.Доступ

4.Интеграция

5.Оценка

6.Создание

7.Передача

Интеллект (от лат. intellectus — понимание, познание) – способность к осуществлению процесса познания и к эффективному решению проблем, в частности при овладении новым кругом жизненных задач [4]. Общая мыслительная способность, позволяющая преодолевать трудности в новых ситуациях  [2]. Интеллект – это способность решать проблемы или создавать продукт, который обладает ценностью в определенной или нескольких культурах [1].

Г. Гарднер выделил следующие типы интеллекта: вербально-лингвистический, логико-математический, визуально-пространственный, телесно-кинестетический, музыкальный, внутриличностный, межличностный, натуралистический. Каждый тип интеллекта проявляет себя посредством специфических талантов, навыков и интересов. Каждый из этих типов интеллекта может быть развит и усилен, в процессе организации учебного процесса.

Г.Гарднер отмечал, что виды интеллекта особенно тесно связаны с содержанием, утверждая, что «люди обладают определенными интеллектами благодаря информационному содержанию, которое существует в мире, – числовой информации, пространственной информации, информации о других людях».

Таким образом, система заданий и задач на уроках физики должна быть направлена на формирование и развитие функционального чтения, способствовать развитию вербально-лингвистического, логико-математического, визуально-пространственного видов интеллекта и овладению опытом использования информационно-коммуникационных технологий в своей деятельности.

Решение задач по физике – это один из способов обучения предмету, который позволяет осмыслить содержание понятий, законов, осознать границы их применимости, глубже понять физические процессы. Кроме того, при решении задач у обучающихся формируются различные виды компетентностей, необходимых современному человеку.

Физическая задача в учебной практике – небольшая проблема, которая решается с помощью логических умозаключений, математических действий и эксперимента на основе законов и методов физики [7]. Физическая задача – это совокупность определенных факторов, которые требуют от учащегося мыслительных и практических действий на основе законов и методов физики, направленных на овладение знаниями по физике и на развитие мышления. [7]

Условно физические задачи можно разделить на 2 группы – качественные, требующие «текстового» ответа на поставленный вопрос и количественные, для решения которых необходимо применение формул и расчётов. Кроме этого, физическая задача может содержать информацию в графическом и табличном виде.

Практически в каждой физической задаче присутствует ситуация, проблема, для разрешения которой необходимо владение информационно-коммуникационной компетентностью. Это и понимание условия, определение проблемы, и выяснение полноты и достаточности условия задачи и при необходимости поиск табличных величин в справочниках. Выбор необходимой таблицы, поиск, работа с найденной информацией, обработка полученной информации с оценкой полученных результатов. И, наконец, правильное оформление решенной задачи.

На уроках решения задач организую деятельность с применением различных методов, в том числе предлагаемых Н.Г. Свириденковой в методическом пособии [6], а именно:

1)Пересказ условия задачи. В результате неполного понимания условия задачи школьники часто не видят заложенную в содержании информацию, требующую более глубокого осмысления физических процессов и условий их протекания (заданы величины в неявном виде, указаны условия протекания процесса и т.д.). Чтобы раскрыть содержание задачи и пересказать условие своими словами, необходимо вдумчиво прочитать условие несколько раз, что позволяет ему понять, что требуется при решении задачи и какими данными он располагает. Систематическое использование этого приема на уроках решения задач формирует у обучающихся умение осмысленного получения информации.

2)Систематизация формул с помощью кластеров – после изучения определенного раздела составляется содержание кластеров, в которые входят темы раздела и соответствующие формулы. Для учащихся 7 – 9 классов эта деятельность осуществляется совместно с учителем. В старших классах обучающиеся создают кластеры самостоятельно.

3)Работа над ошибками. После выполнения самостоятельной или проверочной работы учитель выставляет не отметку, а указывает количество допущенных ошибок. Ученик самостоятельно анализирует свою работу, чтобы найти эти ошибки. Использование этого приёма формирует умение оценивать как качество выполнения собственной работы, так и рациональность своей деятельности.

4)Перенос искомой величины. В общем случае – это умение обучающихся самостоятельно составлять условие задачи. Это снимает с них психологическое напряжение при работе с задачей. Конечно, не каждый школьник способен составлять творческие сложные задачи. Но умение переформулировать условие позволяет обучающемуся лучше представить описанные в задаче процессы, понять, что в задаче известно, а какие данные нужно найти из дополнительных источников информации. Данный прием помогает формировать осмысление информационной проблемы.

5)Табличная организация процесса решения задач. Такая форма работы может быть представлена несколькими методическими приемами.

a.Обучающимся предлагается задача, исходные данные которой и искомые величины необходимо внести в таблицу. Методический прием формирует умение работать с информацией, представленной в различном виде, систематизировать ее.

b.По таблице заданных физических величин предлагается сформулировать условие задачи. Это более высокий уровень сложности решения задач с табличной организацией данных, так как требует не только знания формул, объединяющих заданные и искомые физические величины, но и оценки соответствия сформулированного условия реальности представленных данных. Методический прием формирует осмысление информационной задачи и анализ информационной деятельности.

c.По таблице заданных физических величин предлагается решить задачи, но учащихся не предупреждают о том, что соотношение некоторых физических величин невозможно в реальных условиях. В результате решения таких задач у школьников формируется критическое отношение к полученной информации.

d.Обучающимся предлагается расширить таблицу данных физических величин, заменяя одну из заданных величин через другие. Прием развивает творческое отношение к деятельности, требует быстрой актуализации знаний, гибкости мышления, свободного оперирования изученным материалом, а также формирует умение поиска информации.

6)Выделение разделов физики при анализе условия задачи. Данный прием используется в старших классах при решении задач, где необходимо сочетание знаний различных областей физики (механика и электродинамика, квантовые свойства света и динамика, молекулярно-кинетическая теория и механика и т.д.). Важно, чтобы школьники научились видеть, что в таких задачах речь идет о ситуациях, которые встречались в решении той или иной темы. То есть для решения комплексной задачи необходимо разложить ее на составляющие мини-задачи. Данный прием формирует умение анализировать, сравнивать, сопоставлять, находить аналогию, осуществлять навигацию в поиске решения задачи.

7)Работа с графическими задачами. Основная сложность таких задач – трудность трансформации графической информации на реальные процессы. С одной стороны, решение таких задач необходимо сопровождать практическими работами по построению графиков зависимости между исследуемыми величинами. С другой стороны, необходимо обращать внимание обучающихся на последовательность действий при «чтении графиков», выявлении математической зависимости между величинами, отложенными на осях, о необходимости осуществления дополнительных математических действий для получения искомой величины. Данный приём формирует опыт работы с различными видами информации.

8)Обучение решению комплексных задач. Комплексные задачи, как правило, очень разнообразны, и для их решения невозможно предложить единый алгоритм. В современной системе образования такие задачи используются в контрольно-измерительных материалах ЕГЭ и ГИА в заданиях части С. Трудности учащихся при решении таких задач связаны с тем, что они не умеют раскладывать ее на более простые, алгоритм решения которых им известен. Существует ряд приёмов, позволяющих организовать такую деятельность.

a.Изменение условий протекания процессов в задаче. Учитель на конкретных примерах показывает, как можно изменить условие задачи, упрощая (или наоборот, усложняя) ее содержание за счет добавления или расширения дополнительных факторов, задавая некоторые величины через неявное формулирование или упоминание. Данный приём формирует умение анализировать, выявлять информацию, заданную как в явном, так и в скрытом виде.

b.Объяснение и демонстрация обучающимся основных шагов, последовательности действий при решении комплексных задач, для обучения навигации в решении информационных задач. Шаги работы, необходимые для решения комплексной задачи совпадают с видами компонентов информационно-коммуникационной компетентности, которые были выделены выше. (Таблица 1). Причем эти шаги позволяют решать как количественные, так и качественные комплексные задачи.

Процесс решения задачи является одновременно и обучающим, и контрольно-диагностирующим.

Виды деятельности (при выполнении заданий)

• Знание
• Рассуждение
• Применение
• Анализ
• Синтез
• Оценка

Тексты с физическим содержанием

Книга пока остается основным источником получения систематических, глубоких и прочных знаний. Работа с текстом помогает воспитать у человека волю, твердость характера, настойчивость в достижении цели. Она требует больших затрат времени и энергии, поэтому умение работать с текстом во многом определяет успешность и рациональность информационной деятельности. Состав действий и операций, из которых складывается умение работать с книгой представлен в таблице 2 (Приложение).

Работа с текстом не должна сводиться к умению находить ответы на вопросы, сформулированные учителем или помещенные в конце параграфа. Выдвижение перед учащимися конкретных задач логического характера придает работе с учебником и книгой целенаправленный характер и побуждает их к поискам ответов на поставленные вопросы, они стараются внимательнее вчитываться в текст. При хорошо продуманной системе вопросов, предлагаемых обучающимся, работа с учебником и книгой способствует развитию мыслительных способностей, таких как анализ, синтез, сравнение, сопоставление, оценка и на их основе выделение общего и особенного. Таким образом, работа с книгой, с текстами с физическим содержанием формирует функциональную грамотность чтения.

Критерии отбора текстов физического содержания для формирования функциональной грамотности чтения:

• Актуальность текста для учащихся;
• Учет возрастных особенностей целевой группы (адаптированность текста);
• Наличие новой (для учащихся) информации;
• Наличие понятий, имен, названий, цифр, дат и т.д.
• Наличие иллюстраций, схем, диаграмм;
• Наличие информации разных видов: фактуальной, концептуальной, подтекстовой. Как пример, наличие в тексте «фактов и мнений» [10].

На уроках физики можно использовать ряд текстов с физическим содержанием с разработанной системой вопросов и заданий (Приложение 1). Тексты сопровождаются вопросами и заданиями, часть из которых имеет вопросы, ответы на которые присутствуют в явном виде в самом тексте, рассчитаны на репродуктивный уровень деятельности, а также вопросы продуктивного уровня, требующие для ответа привлечения дополнительной информации. Кроме этого, в методической копилке каждого учителя есть бесценные книги Я.М. Перельмана, Занимательная физика. В двух книгах. Книга 1. – 21-е изд., испр. и доп. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. – 224 с., на основе которых можно составлять тексты с физическим содержанием и формулировать вопросы, формирующие различные мыслительные способности. Типы текстов с физическим содержанием и формируемые ими мыслительные способности приведены в таблице 3 (Приложение)

При организации работы с текстами с физическим содержанием, а именно при создании и формулировании вопросов и заданий можно воспользоваться конструктором заданий Ильюшина (Таблица 4) (Приложение)

Также предлагаю воспользоваться следующим конструктором учебных задач на основе теории множественного интеллекта Г.Гарднера и таксономии педагогических целей Б.Блума (Таблица 5) (Приложение) [9]

Задания по типу PISA и TIMSS

Основой заданий PISA является реальная жизненная ситуация, описанная в виде текста с иллюстрациями, таблицами, графиками, схемами. При решении таких заданий учащемуся предлагается применить свои предметные знания и умения, показать сформированную компетентность. Невысокие результаты наших школьников во всех трех циклах исследования PISA (2000 г., 2003 г., 2006 г.) вызвали широкую дискуссию в обществе о качестве российского образования, в содержании естественнонаучного образования. Именно задания по образцу тех, которые предлагаются обучающимся в тестах международных сравнительных исследований PISA и TIMSS носят комплексный характер в плане формирования информационно-коммуникационной компетентности. За основу таких заданий можно брать качественные задачи, широко представленные в сборниках Тульчинского М.Е. Качественные задачи по физике, Сёмке А.И. Физика: Занимательные материалы к урокам. 8 кл. / авт. сост. А.И. Сёмке. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004. – 152 с. Это так называемые качественные задачи, в которых «ставится для разрешения проблема, связанная с качественной стороной физического явления, решаемая путем логических умозаключений, основанных на законах физики, путем построения чертежа, выполнения эксперимента, но без применения математических действий».[ Тульчинский М.Е.]. Для решения качественных задач автор предлагает следующий алгоритм.

Решение качественного вопроса можно представить в виде пяти этапов:

1. Знакомство с условиями задачи (чтение текста, разбор чертежа, изуче­ние прибора и т. п.), уяснение главного вопроса задачи (что неизвестно, какова конечная цель решения задачи).

2. Осознание условий задачи (анализ данных задачи, физических явлений, описанных в ней, введение дополнительных уточняющих условий).

3. Составление плана решения задачи (выбор и формулировка физического закона или определения, соответствующих условиям задачи; установление причинно-следственной связи между логическими посылками задачи).

4. Осуществление плана решения задачи (синтез данных условия задачи с формулировкой закона, получение ответа на вопрос задачи).

5. Проверка ответа (постановка соответствующего физического эксперимента, решение задачи другим способом, сопоставление полученного ответа с общими принципами физики (законом сохранения энергии, массы, заряда, законами Ньютона и др.)» [Там же]

Для методики преподавания физики наиболее полезными для адаптации в наших условиях являются следующие типы заданий:

— С недостающими данными, то есть задания, в которых вместо расчётов или оценок необходимо просто использовать здравый смысл.

— На понимание отдельных элементов научного исследования.

— На оптимальный поиск информации.

Компетентностные задания по мнению Л.В. Павловой должны отвечать следующим требованиям:

1)могут иметь несколько способов решения;

2)предполагают комплексное использование предметных (в данном случае физических) знаний из разных предметов или разделов, а также других предметных областей;

3)повышенный уровень сложности;

4)условия задач связаны с профессиональной деятельностью, с реальными жизненными ситуациями или другими сферами жизни (искусство, архитектура и т.д.);

5)строятся на предметном (физическом) содержании, рассматриваемом в вузовском курсе предмета (физики) и школьном курсе предмета (физики);

6)включают следующие типы задач: на обоснование возможного применения предметных (физических) знаний в конкретной ситуации; на применение предметных (физических) знаний в конкретной предметной (физической) или непредметной (нефизической) ситуации; на построение предметных (физических) объектов и ситуаций; на формулирование свойств конкретного объекта по заданным условиям; на оценку способа решения (правильно / неправильно, рационально / нерационально) и полученного результата (правдоподобность).

Л.В. Павлова, отмечает, что компетентностные задачи не обязательно должны удовлетворять всем вышеперечисленным требованиям одновременно, достаточно, чтобы они удовлетворяли хотя бы двум из них [3]

Несмотря на небольшой период, в течение которого педагогическим сообществом обсуждается проблема создания компетентностно-ориентированных заданий, большое количество самых разнообразных заданий должным образом сформулированных и оформленных можно найти на просторах Интернета. Некоторые из них являются переформулированными заимствованиями из контрольно-измерительных материалов международного сравнительного тестирования PISA, отдельные – авторские, созданные по их образцу. В Приложении даны примеры компетентностно-ориентированных заданий, которые применяю для осуществления процесса формирования информационно-коммуникационной компетентности на уроках физики (Приложение 2)

Портфолио учебной темы

В процессе учебно-познавательной деятельности Е.Ю. Федотова предлагает создавать индивидуальный образовательный продукт – портфолио учебной темы. [6]

Предлагаемая Е.Ю. Федотовой модель организации продуктивной учебно-познавательной деятельности обеспечивает формирование информационно-коммуникативной компетентности в процессе решения следующих задач:

— получения необходимой учебной информации, овладения умениями представления ее в различных видах;

— выполнения операций, направленных на освоение учебной информации на описательном, объяснительном, прогностическом познавательных уровнях;

— осмысления учебной информации в процессе коммуникации;

— оценки продуктивности собственных учебных действий.

«Портфолио учебной темы имеет практическую ценность для школьника, так как может служить основой для более глубокого изучения учебного материала. Кроме того, специально организованная деятельность позволяет осуществлять постоянный анализ, совершенствование, накопление компонентов портфолио, а также рефлексию процессов их создания и использования. Рефлексия направлена на выявление и осознание способов учебно-познавательной деятельности, ее результатов, возникающих проблем, путей их решения. При этом происходит переопределение целей деятельности и ее корректировка. В результате полученные учащимся образовательные продукты становятся личностно значимыми, так как позволяют осмыслить возможности собственного развития. Таким образом, происходит формирование и развитие личностного компонента информационно-коммуникативной компетентности».[6]

При работе над портфолио учебной темы предлагаю на первом этапе ознакомить обучающихся со структурой и содержанием портфолио, определить способы практического использования и оценивания его компонентов. В составе портфолио выделяются обязательная и творческая части. Обязательная часть должна содержать:

— схемы учебной темы и отдельных ее частей;

— глоссарий;

— конкретизированные личностные цели уроков;

— памятки разных видов;

— выполненные учебные задания;

— рефлексивные листы, листы достижений, листы самоконтроля;

То есть в обязательную часть входят материалы, подготовленные во взаимодействии с учителем или другими учащимися, они могут быть использованы в качестве опоры при освоении учебной темы.

В творческой части портфолио могут присутствовать образовательные продукты, созданные учащимися самостоятельно:

— планы выступлений,

— аннотации к научным и учебным статьям, соответствующих учебной теме,

— вопросы (задания) описательного, объяснительного и прогностического познавательных уровней;

— алгоритмы решения конкретных задач;

— фото- и видео иллюстрации к различным физическим явлениям и законам;

— результаты практических и лабораторных работ (фотографии этапов выполнения работы, различные рисунки, графики, таблицы и схемы, обобщения и выводы)

— дополнительный материал по теме в виде планов, конспектов, аннотаций.

Мной разработаны памятки для самостоятельной работы обучающихся над созданием портфолио учебной темы (Приложение 3)

В процессе обучения на уроках физики необходимо большое внимание уделять формированию информационно-коммуникационной компетентности и целенаправленным этот процесс может стать при систематическом применении компетентностно-ориентированных заданий, текстов с физическим содержанием, заданий по типу PISA и TIMSS, уроков решения качественных и количественных задач, а также работа над портфолио учебной темы.