Формирование у школьников учебно-исследовательских компетенций при выполнении сетевых проектов физического содержания

В эпоху стремительного технологического прогресса, глобализации и постоянных перемен в различных аспектах жизни способность к исследованию, анализу информации и поиску решений становится важнейшим навыком для достижения успеха как в профессиональной, так и в личной сфере.

Современный мир характеризуется быстрой сменой информации, и навыки исследования помогают человеку постоянно обновлять знания и адаптироваться к изменениям. Эти компетенции важны для решения сложных задач, требующих анализа данных и поиска нестандартных решений, особенно в науке, технологиях, медицине и экономике. Исследование способствует развитию аналитических способностей, расширению кругозора и принятию взвешенных решений.

Термины «компетентность» и «компетенция» пришли в Россию из европейского образования. За рубежом, а точнее в англоязычной научной литературе, они часто употребляются синонимично. В отечественной педагогической литературе, благодаря богатству русского языка, наметилось четкое их разграничение. Несмотря на широкий спектр трактовок содержания рассмотренных понятий, можно выделить существенные признаки, встречаю- щиеся в большинстве определений: способность, умение, личностно обусловленный опыт в какой-либо области, готовность к определенному виду деятельности, эффективное выполнение какой-либо деятельности и найти отличительные черты [1].

Актуальность исследования обусловлена потребностью готовить учащихся к самостоятельной работе с информацией, интеграции теории и практики, а также соответствовать современным образовательным стандартам. В условиях цифровой трансформации такие проекты важны для развития критического мышления, междисциплинарных связей и международной коллаборации.

Целью работы является обоснование и разработка модели формирования учебноисследовательской компетенции учащихся при выполнении сетевых проектов физического содержания. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

• -    проанализировать общепедагогические и частнометодические основы учебно-исследовательской компетенции учащихся при выполнении сетевых проектов физического содержания;

• -    разработать и обосновать модель формирования учебно-исследовательской компетен-

• ции учащихся при выполнении сетевых проектов физического содержания.

Для нашего исследования мы использовали теоретические (анализ литературы, нормативно-правовых документов, программных документов школы и учреждений дополнительного образования, систематизация, сравнение, теоретическое моделирование, прогнозирование) и эмпирические методы (исследование и обобщение эффективного педагогического опыта по проблеме, социологические методы сбора информации).

Анализ работ позволил нам выявить, что основным условием организации исследовательских заданий любого типа является прохождение учащимися всех или большинства этапов процесса исследования. В учебниках по физике, созданных по новым стандартам, прослеживается цепочка «наблюдение– гипотеза–эксперимент–вывод», но опоры только на учебник недостаточно. Необходима система заданий, в которых учащиеся в процессе деятельности неоднократно проходили бы эту логическую цепочку [3]. Как указывает А.И. Савенков [4], незачем открывать абсолютно все законы естествознания на уроках заново. Наилучший результат дают сочетания методов продуктивного обучения и исследовательских методов. Помехой для применения исследовательского метода может оказаться слабое развитие творческого мышления.

По мнению ряда исследователей [2], чтобы включить ученика в исследовательскую деятельность недостаточно поставить перед ним исследовательскую проблему, необходимо, чтобы учитель сформировал творческий импульс в его сознании, обучил его принципам, методам, формам и способам научного исследования, познакомил с основами научного познания, предоставил возможность для самореализации через решение задач научного характера разной степени сложности, то есть сформировал опыт исследовательской деятельности. При этом учащийся должен четко представлять, что он получит, каким образом и когда сможет достичь конечного результата.

В современном мире, где информационные технологии стремительно развиваются, сетевые проекты становятся все более актуальными и востребованными в образовательной среде. Особенно это касается обучения физике, где интеграция научно-исследовательской деятельности и современных средств коммуникации играет важную роль в формировании учебно-исследовательской компетенции учащихся. Рассмотрим подробнее, почему сетевые проекты физического содержания представляют собой новый тип научной коммуникации и эффективное средство формирования учебно-исследовательской компетенции:

• 1.    Сетевые проекты предоставляют возможность доступа к обширному объему информации, которая находится в открытом доступе в интернете. Это позволяет учащимся использовать современные базы данных, электронные библиотеки, научные журналы и другие ресурсы для проведения исследований.

• 2.    Сетевые проекты создают условия для сотрудничества между учащимися, преподавателями и исследователями из разных школ. Это способствует обмену идеями, методами и результатами исследований, что значительно обогащает образовательный процесс.

• 3.    Современные научные исследования часто требуют мультидисциплинарного подхода, когда необходимо сочетать знания из различных областей науки. Сетевые проекты позволяют интегрировать знания из физики, математики, информатики и других дисциплин, что способствует комплексному пониманию изучаемых явлений.

• 4.    Использование современных цифровых технологий, таких как виртуальные лаборатории, симуляции, интерактивные платформы и онлайн-курсы, делает сетевые проекты более доступными и удобными для учащихся. Это позволяет им осваивать сложные концепции и методы исследования без необходимости наличия дорогостоящего оборудования.

• 5.    Сетевые проекты часто сопровождаются электронными публикациями и участием в онлайн-конференциях, что дает возможность учащимся представить свои работы широкой аудитории и получить обратную связь от экспертов.

• 6.    Результаты сетевых проектов могут быть опубликованы в открытых источниках, что позволяет другим исследователям ознакомиться с ними и использовать в своих работах. Это способствует распространению знаний и стимулирует дальнейшее развитие науки.

Сетевые образовательные проекты удоле-творяют и требованиям ФГОС:

• 1)    сетевые проекты, направлены на самостоятельное создание учащимися конкретного продукта, а значит – на развитие необходимых для этой деятельности компетенций, связанных с постановкой проектных задач, поиском способов их решения, анализом и обработкой информации, публичным представлением плодов своего труда;

• 2)    в процессе реализации проекта обучающиеся осваивают применение телекоммуникационных технологий, овладевают навыками работы с сетевыми сервисами (а это отличительная особенность сетевого проектирования);

• 3)    в сетевом проектировании основной акцент делается на коллективное взаимодействие, групповую работу. Это также связано с тенденциями развития современного общества, в котором все более значимую роль играют процессы самоорганизации, общественные и гражданские инициативы.

Для успешного формирования учебноисследовательской компетенции у школьников при выполнении сетевых проектов физического содержания нужна тщательно проработанная модель, состоящая из последовательных этапов и методов. Эта модель должна учитывать специфику сетевого взаимодействия, современные технологии и потребности учащихся в развитии исследовательских навыков. Рассмотрим основные этапы модели.

• 1.    Подготовительный этап. На этом этапе происходит знакомство учащихся с темой проекта, постановка целей и задач, а также выбор методов исследования. Учителя и наставники помогают ученикам определить ключевые вопросы, которые будут решаться в проекте, и выбрать подходящие методы для их решения.

• 2.    Информационный этап. Учащиеся начинают сбор информации по выбранной теме. Они используют различные источники: учебники, научные статьи, интернет-ресурсы, а также общаются с экспертами в данной области. На этом этапе формируется база знаний, необходимая для дальнейших исследований.

• 3.    Практический этап. На этом этапе учащиеся приступают к проведению экспериментов, моделированию и расчетам. Они применяют полученные знания на практике, проверяют гипотезы и собирают данные. Важно, чтобы ученики имели возможность работать в

• 4.    Аналитический этап. После получения данных начинается их анализ. Учащиеся обрабатывают результаты экспериментов, строят графики, таблицы и диаграммы. Они ищут закономерности, сравнивают полученные данные с литературными источниками и делают предварительные выводы.

• 5.    Презентационный этап. На этом этапе учащиеся готовят отчет о проведенном исследовании. Отчет может быть представлен в виде текста, презентации, видеоролика или другого формата. Важно, чтобы учащиеся смогли ясно и логично изложить свои идеи, объяснить методы исследования и сделать выводы

• 6.    Оценочный этап. Завершающий этап посвящен оценке результатов проекта. Учителя и эксперты дают обратную связь, указывают на ошибки и предлагают пути улучшения. Учащиеся также проводят самоанализ, оценивают свой прогресс и планируют дальнейшую работу.

группах, обсуждать результаты и делиться мнениями.

Для эффективной реализации модели могут использоваться следующие методы и технологии: платформы для совместной работы (Google Classroom, Microsoft Teams и т.д.), видеоконференции (Zoom, Skype и т.д.), электронные библиотеки (elibrary.ru, rusneb.ru и т.д.), симуляции и виртуальные лаборатории, публикация и распространение результатов (электронные журналы, конференции, социальные сети и форумы).

Модель формирования учебноисследовательской компетенции при выполнении сетевых проектов физического содержания сочетает традиционные методы обучения с современными технологиями. Она нацелена на развитие у учащихся навыков самостоятельного поиска, анализа и синтеза информации из разных научных областей. Учащиеся выбирают тему, ставят цели, собирают и анализируют данные, создавая модели и проводя расчёты, что способствует развитию критического мышления и практических умений.

Применение современных технологий, таких как электронные библиотеки, онлайн-курсы и виртуальные лаборатории, позволяет учащимся сотрудничать дистанционно, обмениваться данными и получать обратную связь. Публикация результатов исследований важна для демонстрации успехов и обмена опытом. Формирование учебно-исследовательских компетенций через сетевые проекты помогает подготовить школьников к самостоятельной научной деятельности и адаптирует их к требованиям современного мира, развивая критическое мышление и навыки работы с информацией.

Для формирования учебно-исследовательской компетенции Леонтович А.В., предлагает: учебный эксперимент, домашнее задание исследовательского характера, индивидуальное учебное исследование, использование творческих экспериментальных заданий. Эти формы организации учебных занятий осуществляются путем проблемно-поисковых, экспериментально-исследовательских и исследовательских методов обучения [5].

Исследование показало, что сетевые проек- ты значительно улучшают у учащихся навыки самостоятельного поиска информации, анализа данных и постановки экспериментов, улучшая понимание физических явлений. Участие в таких проектах стимулирует творческое мышление и коллективную работу.

Тем не менее, существует разрыв между новыми требованиями общества и уровнем сформированности у учащихся нужных компетенций. Недостаточны научные исследования и методические материалы для поддержки процесса формирования учебноисследовательских навыков.

Анкетирование участников проекта показало значительное повышение уровня сфор-мированности учебно-исследовательской компетенции на 78% по сравнению с контрольной группой.Учащиеся, участвующие в сетевом проекте, показали рост количества призовых мест на региональных и всероссийских конкурсах на 35%. При сборе отзывов от учителей и родителей было выявлено, что модель позволила существенно повысить уровень самостоятельности учащихся, качество подготовки научно-исследовательских работ улучшилось.

Разработанная модель формирования учеб но-исследовательской компетенции при вы полнении сетевых проектов показывает по ложительные результаты и может быть внед рена в другие школы без значительных изме нений учебных программ.