Министерство образования Ульяновской области

Программа развития инновационных процессов в образовании

Муниципальное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №31 им. Героев Свири» г.Ульяновска

Тема: Формирование предметных компетентностей школьников (на примере естественнонаучного профиля)

Этап 5

Научный отчёт

Директор школы Майоров И.Д.

Научный руководитель Ахметов М.А.

Зам. директора по НМР Александрова Л.В.

Ульяновск 2011

Формирование предметных компетентностей школьников (на примере естественнонаучного профиля). Научный отчёт./ Ахметов М.А., Абаимова О.Е., Александрова Л.В., Большакова Н.Г., Майоров И.Д., Максимова Г.Л. – Ульяновск: МОУ СОШ № 31 имени Героев Свири, 2011. – 182 с.

В работе обобщён материал пятилетней работы школы в программе РИП с темой «Формирование предметных компетентностей учащихся (на примере естественнонаучного профиля)».

Во вступительной части рассматриваются подходы к определению понятий «компетентность», «предметная компетентность» и «компетентность в естественнонаучной области», описываются условия проектирования педагогического процесса, направленного на формирование предметных компетентностей.

Предложены рекомендации по формированию предметных компетентностей на уроках математики, химии биологии, физики и географии, выделены формируемые предметные компетентности. Представлены результаты диагностики по математике, химии, физике, биологии, подтверждающие гипотезу исследования.

В Приложении предлагаются примеры диагностических заданий. Дается анализ влияния инновационной деятельности на результативность образовательного процесс по некоторым показателям.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. Проблема формирования предметных компетентностей в обучении 13

1.1. Содержание понятия «предметные компетентности» в области естествознания и проблемы их формирования 13

1.2. Общепедагогические условия формирования предметных компетентностей 31

Глава 2. Эмпирическое исследование проблемы формирования предметных компетентностей в общеобразовательной школе 46

2.1. Формирование предметных компетентностей в обучении математике 46

2.2. Формирование предметных компетентностей в обучении химии 68

2.3. Формирование предметных компетентностей в обучении биологии 81

2. 4. Формирование предметных компетентностей в обучении географии 91

2. 5 Формирование предметных компетентностей в обучении физике 97

Результаты диагностики сформированности предметных компетентностей 111

Результаты диагностики сформированности предметных компетентностей учащихся в области математики 114

Результаты диагностики сформированности предметных компетентностей учащихся в области физики 118

Результаты диагностики сформированности предметных компетентностей учащихся в области химии 123

Результаты диагностики сформированности предметных компетентностей учащихся в области биологии…………………………………………………………………………127

Заключение 133

Библиография. 135

ПРИЛОЖЕНИЕ 138

ПРИМЕРЫ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ 138

Физика (Тест № 1) 138

Химия (Тест № 1) 144

Математика (Тест 1) 151

Биология (Тест №1) 158

География (Тест №1) 167

Влияние инновационной деятельности на результативность образовательного процесса174

Эффективность работы с кадрами ………………………………………………………….174

Научно-исследовательская деятельность учащихся 177

ВВЕДЕНИЕ

85 процентов людей любой

профессии некомпетентны.

Закон Гарднера

Требования современной жизни таковы, что выпускнику общеобразовательной школы нужны не только сумма знаний и умений, но и способность к их получению; не только исполнительность, но и инициатива, и самостоятельность. Опубликованные документы, образовательные инициативы направляют развитие системы общего образования в нашей стране на достижение результатов, соответствующих запросам государства, общества, семьи, потребностям ребенка. В условиях когда система общего образования рассматривается как ресурс социально-экономического развития страны, а образование гражданина, как основа его социальной и профессиональной успешности, изменяются цели общего образования. Провозглашено, что теоретические, по сути, и энциклопедические по широте знания, которые долгое время были главной целью образовательного процесса, теперь являются средством. Предполагается постепенное внедрение в школу компетентностно-ориентированного образования, нацеленного на формирование у выпускника готовности эффективно соорганизовывать как внутренние (знания, умения, навыки, опыт), так и внешние (информационные, человеческие, материальные и т.п.) ресурсы для достижения поставленных целей. Другими словами, в настоящее время одним из приоритетов системы образования становится направленность на достижение нового образовательного результата – формирование компетентностей учащихся.

Ведущая роль в формировании компетентностей возложена на учителя, который должен создать условия для «выращивания» этих способностей в учебном процессе, выполняя функции организатора учебной деятельности школьников. Основой для действий педагога являются не только знание преподаваемой дисциплины, форм, методов и средств обучения, но и возрастной психологии.

Всё это предъявляет повышенные требования к учителю, но входит в противоречие с современной социально-экономической ситуацией, когда отбор в педагогические вузы осуществляется по остаточному принципу. При этом происходит постепенное вымывание лучших кадров из общеобразовательных учреждений. Приходится констатировать, что учителя и администрация общеобразовательных учреждений работают в условиях, когда об их деятельности судят, главным образом, по оформлению бумаг. Всё это негативно влияет на результаты образовательного процесса, подталкивает учителя к формальному выполнению своих обязанностей, затрудняет самообразовательную работу учителя, его стремление к самореализации и самоактуализации.

Следует заметить, что фундаментом для формирования предметных компетентностей являются те же знания, умения и навыки. Предметные компетентности – это высший, творческий уровень владения предметным содержанием. Существует значительный риск подмены понятий, когда под видом компентностно-ориентированного обучения реализуется банальный утилитарный подход.

В настоящее время в системе общего образования вновь внедряются методы, многие из которых уже ранее применялись в отечественной системе образования и получили негативную оценку. Так, И.Н. Борисов пишет, что «…были попытки насаждать школе в массовом масштабе методы, не проверенные на практике. Таким прожектёрским методом являлся, например, так называемый метод проектов. Основной целью этого некритически заимствованного метода было не приобретение учащимися знаний и умений, а практические задания и дела» [4, c. 89]. Сегодня метод проектов, направленный, в том числе, и на формирование компетентностей учащихся начинает широко применяться в практике образовательного процесса.

В настоящее время часто можно услышать, что должна измениться роль учителя. Главной задачей учителя теперь является организация познавательной деятельности учащихся, учитель при этом должен выполнять роль консультанта. Вместе с тем модель, согласно которой учитель является консультантом была уже апробирована в отечественной системе образования. И.Н. Борисов пишет: «Большой вред нашей школе причинил другой, так называемый «бригадно-лабораторный метод», по которому учащиеся в составе постоянных бригад работали вполне самостоятельно, без руководства учителя, по этому методу учитель был лишь консультантом учащихся».

Результаты международного исследования PISA-2009, направленного на оценку способности 15-летних учащихся общеобразовательных учреждений применять знания в естественнонаучной области подтверждают наличие существенных проблем в этой сфере у российских школьников.

Таблица 1.

Уровень естественнонаучной грамотности 15-летних школьников (PISA 2009) (места 32-44)

Как видно из таблицы российские учащиеся в международном рейтинге занимают с учётом погрешности измерения лишь 38-40 место. Были выявлены проблемы у сформированности у российских учащихся ряда важных компетентностей:

• осуществлять поиск информации по ключевым словам
• составлять прогнозы на основе имеющихся данных
• выявлять интерпретировать научные факты и данные исследований, лежащих в основе доказательств и выводов
• интерпретировать графическую информацию
• проводить оценочные расчёты и прикидки

Особую озабоченность вызывает уровень и качество читательской грамотности 15-летних учащихся. Российские школьники по уровню читательской грамотности занимают 41-43 место среди 65 стран с учетом ошибки измерения. Результаты исследования показывают, что 27% российских школьников не готовы ориентироваться с помощью текстов даже в знакомых житейских ситуациях. Эти учащиеся не достигли порогового уровня читательской грамотности (2-го уровня по международной шкале). Ведущим в России является 2-ой уровень читательской грамотности, обслуживающий самые элементарные житейские ситуации (общественные, деловые и учебные), требующие минимальной опоры на письменное сообщение. Следовательно подавляющая часть российских школьников не способна понять текст учебника химии или физики. Здесь есть над чем задуматься.

Выявленные проблемы позволяют сделать вывод о высокой степени актуальности проблемы формирования предметных компетентностей у российских школьников.

Тема исследования. Формирование предметных компетентностей школьников (на примере естественнонаучного профиля).

Актуальность исследования. Переход от «знаниевой» к компетентностной парадигме образования является одной из задач развития и обновления российского образования. Она была обоснована в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» и «Стратегии модернизации содержания общего образования», «Федеральной целевой программе развития образования до 2010 года», в «Федеральном компоненте государственного образовательного стандарта общего образования» и «Концепции профильного обучения».

Компетентностный подход в содержании общего образования обсуждается в педагогической литературе достаточно давно. А.В.Баранников исследовал систему ключевых компетенций и их взаимосвязь с другими компонентами образования еще в 2002г. Компетентностный подход в содержании образования рассматривался следующими авторами: В.А.Болотовым, В.В.Сериковым, П.П.Борисовым, Т.Б. Табардановой, и другими. Коллективом МОУ СШ № 66 г. в рамках ПИЭР проводилось исследование по теме «Формирование предметных компетентностей учащихся на основе деятельностного подхода».

Внедрение компететностного подхода в отечественную систему образования, по мнению большинства авторов, позволит в значительной мере реализовать личностно ориентированный, деятельностный и практико-ориентированный подходы в образовательном процессе. Выделение компетентностей в содержании учебных предметов определяет ориентиры в отборе тех знаний и умений, которые наиболее значимы для формирования ценностных ориентаций, которые будут востребованы в жизни самого ученика.

Нет четкого понимания понятия «предметные компетентности», не разработано научно-методическое обеспечение формирования предметных компетентностей учащихся в условиях профильного обучения, что делает актуальной выбранную тему.

Проблема исследования. Выделяют компетентности, связанные с изучением конкретных учебных предметов (предметные компетентности), компетентности общие для цикла учебных предметов, например, здоровьесберегающая и природоохранная в естественнонаучном цикле предметов и ключевые, которые формируются через предметные и являются надпредметными.

Недостаточно изученными являются само понятие «предметные компетентности» и условия их формирования. Не разработана педагогические условия развития предметных компетеностей и система их оценивания.

Таким образом, сложилось противоречие между потребностью в формировании предметных компетентностей учащихся в условиях профильного естественнонаучного обучения и:

- недостаточной разработкой научно-методических условий их формирования;

- недостаточным владением учителями педагогическими технологиями, методическими приёмами формирования компетентностей;

- неразработанностью критериев и методик оценки сформированности предметных компетентностей учащихся (на примере естественнонаучного профиля).

Стремление к разрешению противоречия определило проблему исследования: Каковы научно-методические условия формирования предметных компетентностей школьников (на примере естественнонаучного профиля)?

Объект исследования. Образовательный процесс в общеобразовательной школе естественнонаучного профиля.

Предмет исследования. Формирование предметных компетентностей учащихся (на примере естественнонаучного профиля).

Цель исследования. Создание научно-методического обеспечения формирования предметных компетентностей учащихся на примере естетственнонаучного профиля.

Задачи исследования:

• Исследовать понятие «предметные компетентности» (на примере естественнонаучного профиля) и изучить теоретические основы формирования предметных компетентностей школьников;
• Определить общепедагогические и методические условия формирования предметных компетентностей;
• Разработать учебно-методическое обеспечение и методические рекомендации по формированию предметных компетентностей школьников на примере естественнонаучного профиля;
• Оценить результативность формирования предметных компетентностей в образовательном процессе на основе разработанных подходов.

Гипотеза исследования. Предметные компетентности учащихся в образовательном процессе профильного естественнонаучного обучения будут успешно сформированы если:

• будет определено содержание понятия «предметные компетентности» и научно-методические условия их формирования;
• будет разработано и реализовано в образовательном процессе учебно-методическое обеспечение процесса формирования предметных компетентностей школьников на примере естественнонаучного профиля.

Глава 1. Проблема формирования предметных компетентностей в обучении

1.1. Содержание понятия «предметные компетентности» в области естествознания и проблемы их формирования

Термин «компетентность» произошел от латинского слова - competens (надлежащий, способный) и рассматривается как мера соответствия знаний, умений и опыта лиц определенного профессионального статуса реальному уровню сложности выполняемых ими задач. Смысл этого слова состоит в том, что в человеческой жизни и культуре существует великое множество дел и деятельностей, профессий, в которых можно быть в той или иной мере состоятельным, успешным, компетентным. Иными словами, компетентность возможна только в деле, в делании чего-либо. Компетентность в деле – это набор всего того, что позволяет человеку успешно справляться с этим делом. Но при этом вне опыта реального дела быть компетентным в этом деле невозможно. Например, компетентность в вождении автомобиля или редактировании научной статьи включает в себя и знания, и умения, и навыки, но обретенные в опыте собственной деятельности, а не извлеченные из какого-то учебника. Таким образом, компетентность – это высший уровень овладения предметным содержанием, способность применять знания не только в стандартных ситуациях, но и в новых условиях, в которых ранее человек эти знания не применял. Сам факт переноса понятия «компетентность» из профессиональной сферы в систему общего образования, позволяет говорить о том, что на школу возлагаются сверхзадачи, а именно, выпуск профессионалов уже из общеобразовательного учреждения. Вместе с тем компетентностный подход предполагает овладение не просто знанием, а актуальным знанием. Поскольку поставленные цели принято решать любыми путями, то возможным может стать путь трансформации смысла, когда слову «компетентность» придаются новые, ранее ему несвойственные значения.

Компетентность и компетенция хоть и однокоренные слова, но их смысловое содержание различно. В публикациях последнего времени некоторые авторы используют эти термины как синонимы (П.П. Борисов, Г.К.Селевко и др.). Толковый словарь иностранных слов Л.П. Крысина определяет компетенцию как «…осведомленность в каком-либо круге вопросов, какой-нибудь области знания». Компетенция более относится к профессиональной сфере, тогда как компетентность носит более широкий характер предметный или даже межпредметный характер, является основой для формирования компетенции.

Компетентностный подход в образовании предполагает освоение учащимися различного рода умений, позволяющих им в будущем действовать эффективно в ситуациях профессиональной, личной и общественной жизни. Причем особое значение придается умениям, позволяющим действовать в новых, неопределенных, проблемных ситуациях, для которых заранее нельзя наработать соответствующих средств. Их нужно находить в процессе решения подобных ситуаций и достигать требуемых результатов.

Предметные компетентности функционируют в определённой предметной среде. Этого своего рода творческие умения, позволяющие применять знания в новых ситуациях, гарантирующие способность к решению творческих задач в данной предметной области. А раз это так, как показывает практика и исследования, этот уровень не может быть достигнут в равной степени всеми учащимися. Нередко в реальной практике обучения происходит трансформация смысла понятия «компетентности». В некоторых случаях в понимании понятия «предметные компетентности» может даже превалировать утилитарный смысл, выражающийся в освоении учащимися ряда практически значимых знаний и умений. Предметные компетентности - это практико-ориентированные умения в сфере познания, готовность к решению творческих задач, применению и развитию достигнутых умений, навыков и способов действий в практической деятельности. Предметные компетентности – это интеллектуальные умения в данной предметной области, способность к синтезу нового знания на основе имеющейся информации. Это умения в данной образовательной области, имеющие межпредметную практическую направленность и развивающиеся в процессе творческого применения знаний и непосредственно связанные, основанные на общеучебных умениях и навыках и способах деятельности.

Таким образом, предметные компетентности направлены с одной стороны на развитие творческих способностей учащихся, а с другой - на усиление прикладного, практического характера предметного обучения.

Главной задачей учителя является на основе системно изучаемого предметного содержания стимулирование учащихся к проявлению инициативы и самостоятельности. Педагог создает условия, “развивающую среду”, в которой становится возможным развитие интеллектуальных способностей учащихся, предметных компетенций в процессе:

а) реализации учащимся в рамках предметной деятельности своих интересов и желаний и достижении ситуации успеха

б) приложения усилий, взятия на себя ответственности в изучении предмета, в стремлении к достижению нового успеха.

Понятие предметные компетентности шире чем просто «знания», «умения», «навыки» они включают все упомянутые выше понятия, а также «опыт деятельности»:

Для развития предметных компетентностей необходимо уменьшение числа изучаемых объектов, так как для приобретения опыта деятельности требуется время. Однако в педагогической практике мы видим с одной стороны, сокращение часов, выделяемых на изучение естественнонаучных дисциплин в базовом учебном плане, а с другой – запредельный объём «впихаваемой» в голову учащихся учебной информации. Очевидно, что в таких условиях не о каких компетентностях не может идти и речи. Такой подход может лишь отвратить учащегося от стремления к получению знаний.

«Предметные компетентности», функционирующие в рамках одной учебной дисциплины и позволяют успешно решать задачи, связанные с этой предметной областью, но их при этом нельзя назвать узкопредметными, они имеют межпредметный, интегративный характер. Предметные компетентности - это практико-ориентированные умения в данной предметной области, готовность к решению творческих задач, применению и развитию достигнутых умений, навыков и способов действий в практической деятельности. Предметные компетентности – это интеллектуальные умения, способность к самостоятельному расширению знаний, развитию понятий. Предметные компетентности имеют межпредметную, в том числе практическую направленность, развиваются в процессе творческого применения знаний и основаны на общеучебных умениях и навыках и способах деятельности. Содержание учебной дисциплины образует «плацдарм», на котором происходит развитие этих умений.

Следуя логике интеграции учебных дисциплин и предметных областей на основе общеучебных умений, можно решить проблему сохранения фундаментального ядра учебных дисциплин. Альтернатива увеличению содержательного объема программ нам видится в выделении фундаментального ядра. Следует уменьшить число изучаемых понятий в обмен на более глубокое их рассмотрение, что позволит обрести опыт самостоятельной деятельности. Формирование предметных компетентностей предполагает приоритет качества перед количеством. Это нашло отражение в образовательном стандарте базового уровня, однако, не отразилось в содержании ряда учебников, и входит в противоречие с требованиями, предъявляемыми единым государственным экзаменом.

Освоение нового предметного содержания, практически невозможно, если прежде не были сформированы опорные понятия, и не была осуществлена отработка ранее изученных элементов в творческих задачах. Последнее особенно относится к естественнонаучным дисциплинам и математике. Отсутствие в практике образовательного процесса творческих задач снижает познавательную активность и познавательный интерес. Следует отметить, что понятие «творческая задача» является относительным. Если трудная задача решалось ранее, а теперь выполняется вновь по ранее сформированному в сознании учащегося образцу, то она перестает быть творческой. Творческий процесс –­ это проникновение в новое ранее непознанное, преодоление препятствий преград, и обязательно возникновение удовлетворения в случае самостоятельного решения.

Предметные компетентности в естественнонаучной области - это способность использовать естественнонаучные знания для решения в реальных ситуациях проблем, которые могут быть исследованы и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах. Эти выводы необходимы для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, и для принятия соответствующих решений. Однако как показывают результаты международного исследования такая способность у российских школьников развита незначительно.

Предметные компетентности в естественнонаучной области формируются при изучении предметов естественнонаучного цикла: физики, биологии, химии, географии и математики. Предметные компетентности в естественнонаучной области включают следующие компоненты: общепредметные (общеучебные) умения, формируемые в рамках естественнонаучных предметов, естественнонаучные понятия и ситуации, в которых используются естественнонаучные знания.

Предметные компетентности в естественнонаучной области – это способность:

- осваивать и использовать естественнонаучные знания для распознания и постановки вопросов, для освоения новых знаний, для объяснения естественнонаучных явлений и формулирования выводов в связи с естественнонаучной проблематикой, основанных на научных доказательствах;

- понимать основные особенности естествознания как формы человеческого познания и исследований;

- демонстрировать осведомленность в том, что естественные науки и технология оказывают влияние на материальную, интеллектуальную и культурную сферы;

- проявлять активную гражданскую позицию при рассмотрении проблем, связанных с естествознанием.

Предметные компетентности в естественнонаучной области предполагают в равной степени понимание естественнонаучных понятий, применение естественнонаучных знаний и методов, а также размышления на основе научных доказательств, они включают:

• распознавание и постановка научных вопросов;

• научное объяснение явлений;

• использование научных доказательств

Области естественнонаучных знаний:

• «Физические системы»;

• «Системы живой природы»;

• «Системы, связанные с Землей и Вселенной»;

• «Технологические системы»

Области методологических знаний «Знание о науке»:

• «Естественнонаучные исследования»;

• «Естественнонаучные объяснения»

Области применения естествознания в личном, социальном и глобальном

контексте:

• «Здоровье»;

• «Природные ресурсы»;

• «Окружающая среда»;

• «Источники опасности и риски»;

• «Связь естествознания и технологии»

Предметные компетентности в естественнонаучной области могут быть охарактеризованы следующими взаимосвязанными четырьмя составляющими:

- узнавание жизненных ситуаций, апеллирующих к науке и технологии;

- понимание материального мира (включая технологию) на основе научных

знаний, что предполагает как владение знаниями об окружающем мире и его законах, так и знаниями о собственно естественных науках.

- обладание умениями поставить научные вопросы, обратиться к имеющимся научным знаниям и использовать их, сделать выводы на основе доказанных фактов.

- интерес к естественнонаучному знанию, включение естественнонаучной

любознательности в собственную систему ценностей, сложившаяся мотивация действовать ответственно по отношению, например, к природным ресурсам и окружающей среде.

Таким образом, при разработке заданий для формирования предметных компетентностей рассматриваются четыре взаимосвязанных аспекта:

- ситуации и контекст, в котором представлены задачи;

- компетенции, необходимые для их решения;

- знания, необходимые для решения задачи;

- отношения учащихся.

Соотношение между составляющими предметных компетентностей представлено на рис. 1.

Рис.1. Соотношение между составляющими предметных компетенций в области естествознания

Таблица 2.

Ситуации и контекст в естественнонаучной части заданий

При выполнении заданий от учащихся требуется выявить или сформулировать вопросы, на которые может ответить наука, дать научное объяснение явлений, использовать научные факты, данные или доказательства для принятия решений и информирования о них. Эти три группы компетенций были отобраны в связи с их большим значением для практики естественнонаучного познания, а также в связи с тем, что они являются ключевыми для формирования познавательных способностей, включающих индукцию и дедукцию, системное и критическое мышление, принятие решений, трансформацию информации, аргументацию и объяснения, моделирование и др. Каждая из групп компетенций описана в таблице 3.

Таблица 3.

Предметные компетенции в области естествознания, которые могут быть реализованы в учебных заданиях

Важность овладения перечисленными выше компетенциями можно проиллюстрировать на следующих примерах. Рассмотрим проблему, принятие решений по которой требует рассмотрения различных ее сторон, например, проблему глобального изменения климата. Обсуждение данной проблемы всегда включает научные, экономические и социальные аспекты. Ученые часто говорят о влиянии выбросов углекислого газа в атмосферу на климат планеты. Однако научные прогнозы в данной ситуации приходят в противоречие с социальными или экономическими мотивами деятельности людей. В связи с этим для того, чтобы обоснованно принимать решения по данной проблеме, очень важно обладать умением различать научные и социальные аргументы. Другим примером может быть рассмотрение проблемы, имеющей противоречивые основания. В случаях, если кто-то встречается с противоречивой проблемой или информацией в связи с каким-нибудь явлением или событием, необходимо получить научно обоснованные данные об этом явлении и понять результаты научных исследований в связи с рассматриваемой проблемой. Для этого необходимы умения, связанные с нахождением и использованием научных знаний для объяснения рассматриваемых явлений.

Минимум естественнонаучных знаний, необходимых для функционирования компетенций:

Физические системы

- строение вещества (например, модель атома);

- свойства вещества (например, изменение состояния вещества, тепло- и

электропроводность);

- химические изменения вещества (например, химические реакции, передача энергии, кислоты/основания);

- движение и силы (например, скорость, трение);

- энергия и ее превращения (например, сохранение энергии, рассеивание энергии);

- взаимодействие вещества и энергии (например, свет и радиоволны, звук и

сейсмические волны);

Система живых организмов

- клетка (например, структура и функции, ДНК, клетки растений и животных);

- человек (например, здоровье, питание, болезни, размножение, системы органов – пищеварительная, дыхательная, кровообращение, выделительная

– и их взаимосвязь);

- популяции (например, представители, эволюция, биологическое разнообразие, генетические вариации);

- экосистемы (например, цепи питания, потоки веществ и энергии);

- биосфера (например, поддержка экосистем, устойчивое развитие);

Земля и космические системы

- оболочки Земли (например, литосфера, атмосфера, гидросфера);

- энергия в системах Земли (например, источники энергии, глобальный климат);

- изменения в системах Земли (например, тектоника плит, геохимические циклы, созидательные и разрушительные силы);

- история Земли (например, ископаемые, происхождение и эволюция);

- Земля во Вселенной (например, тяготение, солнечная система);

Технологические системы

- роль наукоемких технологий (например, решение технологических проблем, оказание людям помощи в удовлетворении своих потребностей,

планирование и проведение исследований);

- связь науки и технологии (например, технологическое обеспечение развития науки);

- понятия (например, оптимизация, компромисс, стоимость, риски, прибыль);

- важные аспекты (например, критерии, ограничения, стоимость, инновации, изобретения, решение проблем).

В области методологических знаний о естественных науках наиболее адекватными для оценки естественнонаучной грамотности учащихся являются следующие вопросы:

Естественнонаучные исследования

- появление научных исследований (например, вследствие любопытства, возникновение научных проблем);

- цели (например, получить данные, необходимые для ответа на поставленную проблему, выдвижение рабочей идеи/модели/теории);

- наблюдения и эксперименты (например, исследования различных проблем предполагают организацию разных научных исследований);

- данные (например, количественные – измерения, качественные – наблюдения);

- измерения (например, неотъемлемая неопределенность, возможность воспроизведения, вариации, точность при работе с оборудованием, точность в процедурах измерения);

- результаты исследований (например, эмпирические, предварительные, легко проверяемые, фальсифицируемые, самокорректирующиеся);

Естественнонаучные объяснения

- типы (например, гипотеза, закономерность/закон, теория, модель);

- формирование объяснений (например, существующее знание и новые данные, творчество и воображение, логика);

- правила (например, логическая непротиворечивость, обоснованность, основано на исторических и современных знаниях);

- результаты (например, новые знания, новые методы, новые технологии, новые исследования).

Одной из задач естественнонаучного образования является формирование интереса учащихся к науке, их отношений к проблемам, связанным с научными исследованиями и их ролью в обществе. Сформированная в школе система отношений является основой для выбора дальнейшего профессионального пути, а также для приобретения знаний, необходимых в жизни для решения различных проблем.

Для развития понимание значимости научного познания, самооценку успешности в естествознании, интерес к науке, ответственность к ресурсам и окружающей среде могут быть представлены следующие вопросы:

Значимость научного познания

• понимание важности рассмотрения альтернативных перспектив, идей и аргументов;
• поддержка использования фактологической информации и рационального объяснения при анализе и оценке;
• демонстрация необходимости проявления логики и тщательности в процессе построения заключений;

Самооценка успешности в естествознании

• эффективное выполнение заданий по естествознанию;
• преодоление трудностей при решении естественнонаучных проблем;
• проявление способностей к естествознанию;

Интерес к науке

• проявление любознательности по отношению к научным сюжетам и достижениям;
• проявление желания получить дополнительные научные знания и умения и использовать разнообразные ресурсы и методы;
• проявление стремления к поиску информации и устойчивого интереса к науке, включая соображения о будущей профессиональной деятельности, связанной с естествознанием;

Ответственное отношение к ресурсам и окружающей среде

• проявление чувства личной ответственности за сохранность окружающей среды;
• понимание последствий воздействия отдельного человека на окружающую среду;
• стремление принять участие в поддержании сохранности окружающей среды.

Математика интегрирована в содержание естественнонаучных дисциплин. Под предметными компетентностями в области математики следует понимать – способность человека определять и понимать роль математики в мире, в котором он живет, высказывать хорошо обоснованные математические суждения и использовать математику так, чтобы удовлетворять в настоящем и будущем потребности, присущие созидательному, заинтересованному и мыслящему гражданину.

Содержательные области математики:

• Количество;
• Пространство и форма;
• Изменение и отношения;
• Неопределенность

Уровни компетеностей:

• воспроизведение (простых математических действий, приемов, процедур);
• установление связей (между данными из условия задачи при
• решении стандартных задач);
• рассуждения (широкий спектр математических умений)

Ситуации:

• личностная;
• обучение и профессиональная деятельность;
• общественная;
• научная.

Содержание проверки математической подготовки основано на понятии предметные компетенции в области математики, которые определяются как «способность человека определять и понимать роль математики в мире, в котором он живет, высказывать хорошо обоснованные математические суждения и использовать математику так, чтобы удовлетворять в настоящем и будущем потребности, присущие созидательному, заинтересованному и мыслящему гражданину».

Содержание этого понятия уточняется следующим образом. Под математической грамотностью понимается способность учащихся:

• распознавать проблемы, которые возникают в окружающей действительности и могут быть решены средствами математики;
• формулировать эти проблемы на языке математики;
• решать эти проблемы, используя математические факты и методы;
• анализировать использованные методы решения;
• интерпретировать полученные результаты с учетом поставленной проблемы;
• формулировать и записывать результаты решения.

Содержание предметных компетентностей в области математики, фактически сводится к так называемой «функциональной грамотности», которая предполагает способность человека использовать приобретаемые в течение жизни знания для решения широкого диапазона жизненных задач в различных сферах человеческой деятельности, общения и социальных отношений.

Учащимся предлагаются не типичные учебные математические задачи, характерные для российских мониторинговых исследований, а близкие к реальным проблемные ситуации, связанные с разнообразными аспектами окружающей жизни и требующие для своего решения большей или меньшей математизации. В этих задачах обычно описывается, иногда достаточно многословно, некоторая ситуация и возникающая в ней проблема, которую можно разрешить доступными учащемуся средствами математики. В них предлагается информация о жизни школы, общества, личной жизни учащегося, профессиональной деятельности, спорте и др. Многие вопросы имеют межпредметный характер. Для ответа на них наряду с математическими знаниями необходимо использовать знания, приобретенные при изучении других предметов (например, знание о часовых поясах и диаграммах населения из географии). При этом принципиально, что задания на развитие предметных компетентностей в области математики, содержат материал из разных предметных областей (чтение, естествознание, математика). Содержание учебных заданий, на развитие предметной компетентности в области математики соответствует одной из четырех содержательных областей:

Пространство и форма – вопросы, относящиеся к пространственным и

плоским геометрическим формам и отношениям, т.е. к геометрическому материалу;

Изменение и зависимости – вопросы, связанные с математическим описанием зависимости между переменными в различных процессах, т.е. с алгебраическим материалом;

Количество – эта область включает вопросы, связанные с числами; в программах по математике этот материал чаще всего относится к арифметике;

Неопределенность – включает вероятностные и статистические явления и зависимости, которые имеют самое непосредственное отношение к современному информационному обществу и являются предметом изучения разделов статистики и вероятности.

Состояние предметных компетентностей в области математики, кроме владения материалом выделенных содержательных областей, определяется как «сочетание математических знаний, умений, опыта и способностей человека», обеспечивающих успешное решение различных проблем, требующих использования математики. Можно выделить три уровня предметных компетентностей в области математики: уровень воспроизведения, уровень установления связей, уровень рассуждений.

Уровень воспроизведения – это прямое применение известных фактов,

стандартных приемов, распознавание знакомых математических объектов и свойств, выполнение стандартных процедур, применение известных алгоритмов и технических навыков, работа со стандартными, знакомыми выражениями и формулами, непосредственное выполнение вычислений.

Уровень установления связей строится на репродуктивной деятельности по решению задач, которые хотя и не являются стандартными, но все же знакомы учащимся или же выходят за рамки известного лишь в очень малой степени. Обычно в этих задачах больше требований к интерпретации решения, они предполагают установление связей между разными формами представления информации в ситуации, описанной в задаче.

Уровень рассуждений строится как развитие предыдущего уровня. Для решения задач этого уровня требуются определенная интуиция и творчество в выборе математического инструментария, применение знаний из разных разделов программы, самостоятельная разработка алгоритма действий. Задания, как правило, более комплексные, включают больше данных; от учащихся часто требуется найти закономерность, провести обобщение и объяснить или обосновать полученные результаты.

Во многих заданиях информация предъявляется не только в вербальной форме, но и в виде таблиц, диаграмм, графиков, рисунков, схем. Учащимся требуется извлечь нужную для ответа на вопрос информацию при разных формах ее подачи, причем работать им иногда приходится одновременно с несколькими таблицами, графиками, диаграммами. Ситуация осложняется еще тем, что условие часто содержит избыточную информацию. Сказанное свидетельствует о том, насколько большое значение в данном исследовании придается проверке умения анализировать проблему.

Необходимо отметить, что принципиальной особенностью заданий является опора на относительно небольшой объем математических знаний из общего курса математики 5-6 классов и овладение некоторыми фактами и методами из курсов алгебры и геометрии 7-9 классов.

1.2. Общепедагогические условия формирования предметных компетентностей

Решая вопрос о педагогических условиях формирования предметных компетентностей, обратимся к образовательному процессу, который, как известно, включает в свою структуру четыре взаимосвязанных стороны:

Рис. 3. Главные стороны образовательного процесса

В новых условиях информационного (коммуникационного) общества достижение образовательных целей, формирование предметных компетентностей является возможным, по нашему мнению, на пути реализации личностной парадигмы образования [24].

Если содержание обучения, как заданный норматив определяется действующими стандартами, то пути его достижения, зависят от реализуемой программы, действий учителя, который задает содержание учебной деятельности на каждом уроке, в каждый учебный момент. Содержание обучения должно так быть подобрано, чтобы обеспечить зону ближайшего развития школьников. У каждого из учащихся, в силу различных причин: нейрофизиологических детерминант [2] и субъектного опыта она является своей. С учетом вышесказанного, очевидны требования к учебным заданиям: они должны быть актуальными для учащегося, разноуровневыми, разноплановыми, расположенными в порядке возрастания сложности. Выбор же заданий, последовательности их выполнения осуществляется самим учащимся в ходе урока и при выполнении домашнего задания. Учитель, оценивая то, как воспринимают учащиеся новое содержание по внешним поведенческим (невербальным и вербальным) признакам может оценить включенность учащихся в процесс обучения. Результаты наблюдения подскажут педагогу необходимость замены неэффективных заданий, на те, которые могут привести к успеху.

Ведущей задачей учителя в рамках личностного подхода является помощь учащемуся в преодолении пассивной позиции в учебном процессе, открытии себя как исследователя, преобразующего свое мышление и как творца, преобразующего окружающий мир [1], [33]. При достижении этого условия ученик выступает в новой роли, занимает новую позицию, ­ он выступает субъектом деятельности. Субъектная позиция ученика проявляется в активном творческом отношении его к учебе, когда сам учащийся, осознавая личный смысл своего учения, создает необходимые условия для успешной деятельности, достижения лучших результатов. При реализации субъектной позиции учащегося постепенно формируется его устойчивая потребность в самообразовании, отношение к познанию как к ценности, готовность к преодолению трудностей, происходит интеллектуальное развитие.

Субъектная позиция ученика «выращивается» учителем, подкрепляется педагогическими действиями, вербальными и невербальными средствами передачи информации и подкрепления познавательной деятельности учащегося, способом организации его работы в каждый момент времени. Этому способствует создание атмосферы заинтересованности в работе друг друга, акцентирование внимания на мнении каждого ученика, уважение к этому мнению, организация взаимодействия участников группы между собой. Основными признаками субъектности учащегося является его способность к независимым действиям (самостоятельность), решениям, проявлению собственной инициативы в учебной деятельности, в выборе целей, способов их достижения, совершать учебные действия собственными силами.

Профессиональная готовность учителя к реализации личностного подхода включает в себя: устойчивую систему гуманистических ценностных ориентаций, личностно ориентированных целей, знаний, умений и сформированность профессионально значимых личностных качеств, обеспечивающих осознание учащимися себя как субъекта личностно ориентированной педагогической деятельности; включающую способность учителя к непрерывному профессионально-личностному самоопределению и саморазвитию [24]. Он является непосредственным носителем и транслятором образовательной информации, организатором познавательной деятельности учащихся. От его личностных качеств зависит, соответствие способа изложения информации сознательным и подсознательным ожиданиям ученика, точность ее предъявления, передачи и интерпретации. То, какое вербальное и невербальное влияние оказывает на обучаемых учитель, обуславливает не только степень его способности убеждать, внушать, устанавливать коммуникацию, но и определенное состояние участников образовательного процесса.

Нельзя отрицать, что основой компетентности являются знания. Фундамент знаний позволяет сформировать понятия. В области наук о природе понятия обычно могут быть построены на основе внутренних представлений. На базе сформированных понятий развиваются умения. Сформированные умения являются базой для развития общеучебных умений и способов действия. Развитые способы действия определяют возможность их переноса и адаптации из известной ситуации в неизвестную, из одной области в другую, что определяется нами как готовность к самообучению и саморазвитию. Все эти процессы могут быть успешно реализованы на условиях самостоятельности осуществления действий. Таким образом, процесс формирования предметной компетентности может быть упрощенно записан в виде формулы:

знания понятия умения готовность = предметная компетентность

С.Л. Рубинштейн в своей работе "Бытие и сознание" предлагает принцип организации процесса познания - "внешнее через внутреннее" - это применительно к дидактике означает, что сначала необходимо узнать особенности личностного опыта ребенка, его внутренние субъектные предпочтения, а затем разрабатывать и реализовывать на их основе образовательных технологий.

Основываясь на принципах личностно ориентированного обучения можно выделить педагогические условия формирования предметных компетентностей:

1. Цель обучения – развитие личности.

2. Процесс обучения строится на основе принятия ребенка таким какой он есть.

3. Условием действий и проявляемых эмоций учителя является конгруэнтность.

4. Для повышения качества личностно ориентированного обучения организатор обучения должен обладать информацией, отражающей познавательные и мыслительные особенности каждого ученика.

5. Управление учащимися в образовательном процессе происходит на основе психологического резонанса – «присоединения».

6. Учащимся предоставляется возможность выбора содержания, вида, формы, способа, объема, темпа учебной деятельности.

7. Учитель, прежде всего, партнер, координатор, советчик в процессе обучения, а лишь затем лидер, образец и хранитель "эталона". Изменяется отношение учителя к неверным ответам учащихся в процессе обучения. Если учащийся дал неверный ответ, то учитель рассматривает ответ в качестве рабочей гипотезы, не критикует учащегося, предлагает подумать поразмышлять. Гипотезы, как известно, бывают верные и неверные и это естественный процесс познания, осуществляемый методом проб и ошибок. Включая гипотезу в процесс апробации можно оценить ее работоспособность, помочь ученику самому осознать допущенную неточность.

8. Обучение новому содержанию основывается на имеющемся личностном субъектном опыте, иначе новый материал будет непонятым. Обучение возможно только на основе опорных знаний, развитых способов и стратегий познания [3].

9. Учитель выбирает стиль обучения в соответствии с предпочитаемым стилем учения учащегося. Познавательные стратегии учащихся зеркально отражаются в реализуемых образовательных технологиях.

10. Учащиеся осознают (рефлексируют) используемые ими мыслительные стратегии. Процесс обучения направлен на развитие учащегося, понимаемое нами, как освоение им альтернативной более продуктивной для данного вида деятельности стратегии.

11. Содержание обучения учитывает интересы обучаемого, и на сколько это возможно должно быть применимым в реальной жизни ребенка.

12. Важнее освоить научные методы познания мира, присущие изучаемой области знаний, базовые законы и закономерности, ключевые инструменты, нежели, чем широкий набор фактов. Необходим отбор существенной информации, уменьшение числа изучаемых элементов содержания в обмен более тщательное их рассмотрение.

13. Приоритетным являются эвристические (исследовательские) способы познания, предполагающие развитие активной познавательной позиции школьника, приносящие ему удовлетворение от учебной деятельности, направленные на развитие познавательного интереса.

14. Образовательная информация презентуется параллельно через несколько систем восприятия: визуальную (вижу), аудиальную (слышу), кинестетическую (чувствую). Параллельная трансляция информации позволяет усилить внутреннее представление, об изучаемом явлении и процессе [4].

15. Логика построения учебной программы исходит из закономерностей и особенностей восприятия и познавательных механизмов учащегося, а лишь затем согласовывается с логикой построения конкретной области знания.

16.Технология организации урока (его этапы, составляющие отдельные микротехнологии и приемы деятельности учеников и учителя) строятся на основе внутренних механизмов познавательных процессов, изученных познавательных стратегий, учебного профиля ребенка.

17. Главный способ познания нового содержания – самостоятельная деятельность учащихся. Объяснение нового учебного содержания учителем на уроке не превышает по занимаемому времени 5-10 минут. Освоение учебного содержания начинается с репродуктивных заданий. Творческие учебные задания располагаются в порядке возрастающей трудности, однако уровни не определены. Учащийся сам выбирает подходящее по степени трудности задание [4].

18. Для естественнонаучных дисциплин визуальное представление является наиболее успешным способом восприятия и хранения информации, позволяющим повысить продуктивность мышления. На уроках развивается способность учеников к визуализации изучаемых объектов и явлений [3].

19. Система оценивания строится на основе разнообразных видов рефлексии и содержит как качественные, так и количественные способы оценивания. Учитель владеет техниками позитивного подкрепления и неконфликтного дисциплинирования.

20. Обеспечиваются переходы субъектов учебного процесса в различные познавательные позиции и разнообразные роли: учитель и ученик. Школьники выступают и в роли учителя и в роли ученика по отношению друг к другу.

21. В творческой деятельности ученик, прежде всего, является автором своей работы, и лишь затем приобщается к образцам мировой культуры.

Предлагаемая нами педагогическая технология формирования предметных компетентностей, строится на базе вышеизложенных педагогических условий, направлена на создание в учебном процессе ситуации успеха для каждого учащегося, что может стать действующим мотивом познавательной деятельности и развития учащихся в образовательном процессе, формирования предметных компетентностей. Важнейшими педагогическими условиями, которые позволили бы успешно формировать предметные компетентности являются следующие:

1. Отбор существенного содержания. Развитие содержательной стороны школьного образования происходило в последние годы во многом стихийно. Часто можно встретиться с содержательной перегрузкой учебников и учебных курсов, когда содержание учебной дисциплины не может быть освоено на необходимом уровне в выделяемом на изучение учебной дисциплине объеме часов. Чтобы образовательный процесс в таких условиях был успешным, учитель должен из учебного содержания отобрать наиболее существенное, важное для освоения, вокруг которого развертывается познавательная деятельность учащихся, формируются навыки, обретается опыт.

2. Проектирование учебных задач. Учитель должен уметь проектировать учебные задачи. Тщательный отбор учебного содержания необходим как на этапе подготовки к уроку, так и на самом уроке. Продуманность методики означает выбор оптимального пути для формирования учебных понятий. Как показано практикой и проведенными исследованиями, лучше, если познание начнётся с живого созерцания, наблюдения. Это является важным, поскольку соответствует естественному пути человеческого познания. Прежде явления и только затем их обозначение, и кодирование явлений в знаковой форме, устной и письменной речи. Когда эта последовательность нарушается возникают курьёзные ситуации, связанные с тем, что слова «компетентность» и «компетенции» уже есть, а вот, что эти слова обозначают, не вполне ясно, требует поиска смысла.

Чтобы формирование понятий было успешным необходимо наличие опорных знаний у школьников. Новое понятие начинает формироваться тогда, когда актуализованы опорные знания школьников. Другими словами говоря, новые понятия формируются с опорой на предшествующий опыт. Во-первых, требуется наличие такого опыта, а во-вторых, желательно этот опыт вытащить из глубинных слоёв памяти, или актуализовать, чтобы процесс, мышления, активизируемый учителем стал более эффективным. Это может достигаться методами эвристической беседы. Знание не должно предоставляться в готовом виде, учащийся сам должен достичь его, на основе наблюдаемых явлений и рассуждений. Когда понятие сформировано требуется его закрепление. Для этого целесообразно использоваться учебные задания. Первая группа заданий направлена на первичное воспроизведение информации. Цель этих заданий оценка и самооценка того, насколько учащиеся правильно восприняли новые понятия. Вторая группа заданий – это разноуровневые, разноплановые, разносторонние задания творческого характера, целью которых является закрепление и развитие понятий.

3. Диагностика учителем мыслительных стилей школьников. Диагностика мыслительных стилей поможет учащимся выбрать оптимальное содержание формы и методы обучения. Эта проблема может быть решена на основе диагностики типа мыслительной деятельности школьника и задействованных в процессе мышления репрезентативных систем. Как известно, всех людей, в том числе учащихся, можно разделить по ведущим типам мыслительной деятельности на 2 группы: правополушарных и левополушарных. Характеристика типа мыслительной деятельности может быть осуществлена по внешним признакам (табл. 4), а также с использованием тестов И.П. Павлова и (или) Е.А. Климова.

Таблица 4

Внешние признаки типа мыслительной деятельности учащихся

Левополушарный ученик	Правополушарный ученик
Следует предлагаемому выбору	Не следует предлагаемому выбору, любит решать, выбирать самостоятельно
Видит детали: символы, формулы, уравнения. Легко оперирует со знаковой символикой.	Видит конкретные, а не абстрактные объекты, мыслит конкретно.
Нацелен на процесс обучения	Нацелен на результат, при минимизации процесса
Оценки: четверки и пятерки	Успеваемость может быть различной
Выказывает визуальные и аудиальные нейропсихологические индикаторы	Выказывает визуальные и кинестетические[1] нейропсихологические индикаторы
Предпочитает письменные инструкции	Любит информацию в виде графиков, карт, демонстраций
Авторитарное управление допустимо	Отвечает на личностные отношения, а не авторитарные
Легко следует алгоритмам познавательной деятельности	Использует интуицию, часто не следует алгоритмам
Любит проверять работу	Не любит проверять работу
Фокусирован внутренне. Не стремится находиться в центре внимания	Фокусирован на внешнее. Стремится находиться в центре внимания.
Анализирует от части к целому, от деталей к общему	Анализирует от целого к части, от общего к деталям
Рационален	Эмоционален
Предпочитает рациональные формы обучения	Любит игры, конкурсы, соревнования

Выбор содержания, форм, методов обучения при фронтальной или групповой работе может быть осуществлен на основе выявления типа мыслительной деятельности большей части учащихся данной группы. В данном случае мы рассматриваем учебную группу, функционирующую как единый организм. Следует учитывать и то, что характеристика одной и той же группы может меняться в зависимости от ситуации. Правополушарный стиль мыслительной деятельности учащихся активизируется в конце урока, на последних уроках, накануне праздника, каникул или после урока физкультуры. Другими словами говоря, любое эмоционально значимое событие активизирует правое полушарие учащихся. Восприятие учащимися учебной информации улучшается, если учителю удается выбрать содержание, формы и методы обучения, соответствующие типу мыслительной деятельности учащегося (табл. 5).

Таблица 5

Содержание обучения, виды уроков, формы и методы обучения

	Правополушарное мышление	Левополушарное мышление
Содержание	Занимательные исторические факты, управляющие и обучающие метафоры[2]	Рациональное содержание, планирование, структурирование деятельности
Виды уроков	уроки-беседы уроки-конференции смешанные уроки с использованием главным образом наглядных и практических методов контрольные практические занятия	уроки-лекции уроки-упражнения смешанные уроки с использованием главным образом словесных методов и самостоятельной работы учащихся письменные контрольные работы
Формы	групповое взаимодействие, сотрудничество, игровая деятельность, соревновательное обучение	фронтальная форма, семинары, самостоятельная учебная деятельность
Методы	наглядные и практические методы (иллюстрирование, показ, предъявление материала) внушение на высоком эмоциональном уровне (на основе принятия) без перевода негатива в личностный план заражение, основанное на переживание группой учащихся одних и тех же эмоций) создание проблемных ситуаций демонстрации конструирование, моделирование проектная деятельность	словесные и практические методы (рассказ, беседа, инструктаж) убеждение на рациональном уровне подражание, основанное на переживании одних и тех же эмоций совместное построение цели и системы задач рассказ письменное изложение решение задач

4. Принятие учащегося и его позитивной активности является непременным условием в выстраивании личностных отношений между учителем и учащимися. Учитель, создавая такие отношения, обеспечивает личностный рост своих воспитанников. Принятие – это теплое отношение к человеку, который, безусловно, обладает ценностью, независимо от его состояния, поведения или чувств. Принятие предполагает понимание учащегося.

5. Соблюдение условие конгруэнтности. Конгруэнтность (в практической психологии) – это соответствие между поведением учителя, жестами, мимикой учителя и его словами. Быть конгруэнтным - это значит, говорить, что чувствуешь, что думаешь. Быть конгруэнтным – это уметь выражать свое внутреннее состояние, мысли своим поведением, телом, действиями, эмоциями. В противном случае, возникает недоверие тому, что учитель говорит и делает. Конгруэнтным должно быть поведение учителя на всех этапах процесса обучения: собственно обучение, подкрепление обучения, и дисциплинирование.

6. Полимодальное представление учебной информации. Ученик должен получать информацию по всем информационным каналам (слышать, видеть, чувствовать). Эта информация должна быть представлена как в рациональном, так и образно-эмоциональном стиле.

7. Мотивация обучения. Успех обучения не возможен без самостоятельной деятельности, которая должна занимать существенную часть учебного времени. Поэтому вопрос мотивации учащихся является очень важным. Мотивация строится на основе практической деятельности школьников. Существенным для мотивации учащихся к деятельности является занимательность, проблемность, наглядность. Важным элементом - эвристика и направленность на самостоятельное созидание знаний. Информация может быть по настоящему понятой, если к выводу человек пришел сам.

8. Реализация принципа организации процесса познания - "внешнее через внутреннее" (по Рубинштейну). Формирование различных форм внутреннего представления. Применение учебных и управляющих метафор.

9. Осознание, рефлексия субъектами образовательного процесса реализуемого ими стиля мышления.

10. Развитие визуальной способности к внутреннему представлению информации, как емкого быстрого способа хранения, обработки и преобразования информации. Визуальный способ внутреннего представления информации способствует повышению эффективности обучения.

Вышеуказанные компоненты усиливают вероятность позитивного исхода при решении творческой задачи. В момент решения задачи в организме человека протекает физиологический процесс – выброс внутренних (эндогенных) морфинов в кровь, что приносит человеку ощущение удовлетворения (удовольствия), полноты и насыщенности жизни. При систематическом самостоятельном решении творческих задач на уроках и дома формируется положительное отношение к процессу обучения, развивается познавательный интерес, стремление к получению знаний, что является основой для последующего саморазвития, самореализации и самоактуализации. Без ситуации успеха нельзя создать положительное отношение к учебе. На основе систематического успеха на уроке формируется положительное отношение ученика к учителю, к познавательному процессу в целом, формируется познавательный интерес школьника, создаются условия для формирования предметных и ключевых компетентностей.

Таким образом, созданные педагогические условия являются основой, фоном для формирования предметных компетентностей. Четыре естественнонаучных дисциплины (физика, химия, биология, география), в которых развитие предметных компетентностей осуществляется на основе полученных в образовательном процессе знаний, умении, навыков, а также обретённого опыта деятельности (З-У-Н-О). На основе предметных компетентностей, развивающихся в ходе обучения математики обретается способность применять алгебраические вычисления и геометрические построения для решения практических задач в естественнонаучной области (1).

Рис.4 Модель формирования предметных компетентностей.

Математическая компетентность во взаимосвязи со знанием предметов естественнонаучного цикла рождает способности к критической оценке, интерпретации и применению естественнонаучной информации, полученной из различных источников, к отделению основной информации от второстепенной, к переводу естественнонаучной информации из одной формы в другую (2).

К разряду интеллектуальных компетентностей можно отнести способность самостоятельно определять критерии для оценки, сравнения и классификации реальных объектов живой и неживой природы, развернуто обосновывать суждения об объектах, явлениях и процессах живой и неживой природы, давать определения, приводить доказательства (3), а также способность к самостоятельному созданию алгоритмов творческой деятельности от постановки цели и задач, до представления результатов проведенного исследования или выполненного проекта в области естествознания (4).

Группа компетентностей (5-7) носит практически значимый характер:

• умение учитывать биологические, географические, физические, химические факторы окружающей среды при организации быта, труда и отдыха, соблюдения правил поведения в окружающей среде (5);
• способность к предотвращению и профилактике заболеваний, вызываемых влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды (6);
• умение грамотно оказывать первую помощь при заболеваниях и других поражениях организма, вызванных воздействием факторов окружающей среды (7).

Глава 2. Эмпирическое исследование проблемы формирования предметных компетентностей в общеобразовательной школе

2.1. Формирование предметных компетентностей в обучении математике

Цель: Используя компетентностный подход, наполнить математическое образование знаниями, умениями и навыками, связанными с личным опытом и потребностями ученика с тем, чтобы он мог осуществлять продуктивную и осознанную деятельность по отношению к объектам реальной действительности.

Задачи:

• Учить ставить цели и планировать деятельность по их достижению.
• Учить добывать нужную информацию, используя доступные источники (справочники, учебники, словари, СМИ), передавать ее.
• Совершенствовать навыки работы в команде, учить высказывать и аргументировано отстаивать своё мнение.
• Вносить посильный вклад в достижение общего результата.
• Обучать брать на себя ответственность при руководстве мини-группой.
• Прививать навыки самостоятельной творческой работы.
• Учить грамотно использовать в речи математические термины.
• Учить применять математические знания и умения в реальных ситуациях.
• Прививать навыки самоконтроля и взаимоконтроля.

Результативность:

• Дети используют знания, умения и навыки, полученные на уроках математики, в практической деятельности.
• Формируются навыки, позволяющие продолжить обучение в техникуме, ПТУ или профильном классе.
• Дети осваивают коммуникативный, аналитический, проектировочный, творческий типы деятельности.
• Учащиеся овладевают математическими знаниями, умениями и навыками разного уровня сложности: от минимальных, соответствующих обязательным результатам обучения, до повышенных, позволяющих продолжить обучение в математическом, физическом классах, а также в классах с углубленным изучением информатики
• У учащихся формируется представление о математике как о предмете, где каждому есть возможность выразиться.
• Приобретается навык работы со справочной литературой, проводятся необходимые измерения, подбираются доступные приборы, анализируются полученные результаты. У учащихся формируется представление о математике как о предмете, где каждому есть возможность выразиться.
• Учащиеся адекватно оценивают деятельность одноклассников (с помощью консультантов).
• Изменяется поведение детей в коллективе: они начинают прислушиваться к мнению других, без боязни высказывают свое собственное мнение.

Таблица 6

Содержание работы по формированию у детей компетентности на уроках математики

Компетенция	Темы и цели уроков, математические объекты	Сущность заданий	Примечания
Ценностно-смысловая Цель: осмысленная организация собственной деятельности	Содержание новой темы	Формулировка детьми вопросов по изучаемой теме, начинаются со слов: “зачем”, “почему”, “как”, “чем”, “о чём”, оценивается самый интересный.	Используется на начальных этапах изучения новой темы. Ни один вопрос не остается без ответа
	Математическая цель урока, цикла уроков	Используя жизненный опыт ребёнка, помочь ему самостоятельно сформулировать цель.
	Текст учебника	Организация самостоятельного изучения отдельных параграфов учебника. Задание: пересказать или пояснить прочитанное: выделить, обозначить, подвести итог, подчеркнуть, перечислить, произнести...	Используется при обучении составлению краткого конспекта параграфа учебника
Информационная Цель: учить добывать нужную информацию, используя доступные источники (справочники, учебники, словари, СМИ), передавать ее	Расчетные задачи на движение, стоимость	За 1-2 недели до урока – практикума по решению расчетных задач выдаётся карточка с указанием набора данных, необходимых для урока. Дети собирают данные, используя доступные им источники. Данные адаптируются учителем при подготовке к уроку.	По мере необходимости
	Старинные меры длины, массы, исторические термины, математические понятия, образованные от иностранных или устаревших слов	Используя толковый словарь, дайте различные определения математического понятия. Например: в математике модуль - это… В строительстве модуль – это … В космонавтике модуль – это …	Работа проводится при изучении новых терминов
Коммуникативная Цель: совершенствовать навыки работы в группе, умение работать на результат, доказывать собственное мнение, вести диалог	Математические софизмы	Например, 5 класс: возьмём верное равенство 35+10-45=42+12-54. Вынесем в каждой части общий множитель за скобки. 5(7+2-9)=6(7+2-9). Разделим обе части на общий множитель. Получаем 5=6. Задание: Объясните в чём ошибка.	Подбираются из книг по занимательной математике для каждого раздела
		Задание: расскажи соседу по парте определение, правило, выслушай его ответ, правильное определение обсудите в четвёрке. Получи пропуск на урок, рассказав правило консультанту.	Работа в начале урока
	Определения математических понятий; числа (натуральные, дробные и т.д.)	По карточке-тренажеру необходимо сдать консультанту зачет по устному счету (при выполнении задания учитывается затраченное время).	Во внеурочное время