Применение технологии критического мышления на уроках физики и математики в средней школе

В статье рассматриваются возможности применения технологии критического мышления на уроках физико-математического цикла. Представлены различные приемы и методы данной технологии, их примеры и преимущества использования.

Ключевые слова: технология, мышление, урок, физика, математика.

In article possibilities of application of technology of critical thinking at lessons of a physical and mathematical cycle are considered. Various receptions and methods of this technology, their examples and advantages of use are presented.

Keywords: technology, thinking, lesson, physics, mathematics.

Технология «Развитие критического мышления» разработана Международной ассоциацией чтения университета Северной Айовы и колледжей Хобарда и Уильяма Смита. Авторы программы — Чарльз Темпл, Джинни Стил, Курт Мередит. Эта технология является системой методических приемов и стратегий, предназначенных для использования в различных предметных областях, видах и формах работы. В силу своей универсальности она может также успешно использоваться и на уроках физико-математического цикла. В настоящее время она является одной из технологий, рекомендуемых для реализации ФГОС в школе.

Анализ процессуальной стороны ТРКМ на уроках различного цикла представлен в большей степени в трудах С. И. Заир-Бек, И. В. Муштавинской. Как показывает анализ психолого-педагогической литературы наиболее часто она используется на уроках истории, биологии, литературы, однако применение её в ходе изучения дисциплин физико-математического цикла рассматривается не достаточно. В связи с этим был бы целесообразно проанализировать её возможности для уроков физики и математики и выделить стратегии и приемы, способные сделать процесс обучения на этих уроках наиболее эффективным.

Так же как и для других уроков, для физики и математики значимо формирование таких умений, достигающееся с помощью этой технологии, как умение работать с увеличивающимся и постоянно обновляющимся информационным потоком в разных областях знаний; умение выражать свои мысли (устно и письменно) ясно, уверенно и корректно по отношению к окружающим; умение вырабатывать собственное мнение на основе осмысления различного опыта, идей и представлений; умение решать проблемы; способность самостоятельно заниматься своим обучением (академическая мобильность); умение сотрудничать и работать в группе; способность выстраивать конструктивные взаимоотношения с другими людьми [9].

Основными этапами урока при использовании ТКРМ, которые также значимы и для уроков физики и математики, так как не противоречат особенностям этих учебных предметов, а наоборот способны сделать их более насыщенными, являются фаза вызова, осмысления, рефлексии [2].

Первая фаза- вызов. Учитель не только активизирует, стимулирует учащегося, направляет его на дальнейшую работу, но и «вызывает» уже имеющиеся знания, либо создает ассоциации по интересующему вопросу. Приобретенный до этого запас знаний выводится на ступень осознания. Теперь они могут стать основой для усвоения новых знаний, что дает учащимся потенциал плодотворнее связывать новую информацию с ранее известной и осмысленно, критически подходить к пониманию новой информации. Информация, полученная на первом этапе, прослушивается, конспектируется, оценивается, работа ведётся индувидуально — в парах — группах [6].

В ходе осуществления фазы вызова:

-                   Ученики говорят свою точку зрения по поводу исследуемого вопроса, делая это свободно, без боязни ошибиться и быть исправленным преподавателем.

-                   Высказывания записываются, любое из них будет значительным для последующей работы. При этом на данном этапе нет «правильных» или «неправильных» утверждений.

-                   Происходит комбинирование самостоятельной и коллективной работы. Самостоятельная работа позволит каждому ученику актуализировать свои знания и опыт. Коллективная работа разрешает прослушать мнения других учеников и изложить своё предположение без риска ошибиться. Обмен мнениями может благоприятно содействовать для выработки новых идей, которые не редко являются неожиданными и практичными. Работа в небольших группах позволяет учащимся чувствовать себя более свободно.

Вторая фаза– осмысление (реализация смысла). В этой фазе идёт работа напрямую с материалом. Приёмы и методы технологии критического мышления разрешают поддержать активность ученика, сделать прочтение или обсуждение осмысленным. Учитель сохраняет увлечение к теме при непосредственной работе со свежей информацией, постепенное продвижение от знания «изученного» к «новому». Ученик читает (слушает) текст, используя представленные учителем активные методы чтения, делает заметки на полях или ведёт записи по мере понимания новой информации. В итоге, осуществляется непосредственный контакт с новым материалом, работа ведётся индивидуально или парно [5].

В фазе осмысления ученики:

-                   Изучают новый предложенный материал.

-                   Пытаются сравнить новую информацию с имеющимися знаниями и умениями.

-                   Заостряют свое внимание на поиске ответов на возникшие ранее вопросы и трудности.

-                   Концентируют внимание на неясности, пытаясь поставить новые вопросы.

-                   Готовятся к исследованию и обсуждению услышанного или прочитанного.

Третий этап — рефлексия (размышление). Роберт Бустром в книге «Развитие творческого и критического мышления» отмечает: «Рефлексия — особый вид мышления... Рефлексивное мышление значит фокусирование вашего внимания. Оно означает тщательное взвешивание, оценку и выбор». На этой стадии информация рассматривается, комментируется, по-новому излагется. Учитель возвращает учащихся к исходным записям — предложениям, вносит изменения, дополнения, дает творческие, исследовательские или практические задания на основе пройденной информации. Ученики соотносят «новую» информацию со «старой», используя знания, полученные на стадии осмысления. Живой обмен идеями между учащимися дает им возможность познакомиться с разными точками зрения, учит внимательно слушать товарища, и аргументировано защищать свое мнение. Последняя стадия рефлексии подразумевает именно творческое применение полученных знаний, навыков, умений.

Технология развития критического мышления предлагает строить урок по схеме вызов — осмысление — рефлексия и предлагает набор приёмов и стратегий.

Можно выделить ряд стратегий и методик, которые могут повысить эффективность уроков математики и физики. В целом все стратегии и приемы в ТРКМ можно условно объединить в такие группы: организация текстового материала, стратегии совместной деятельности, приемы индивидуализации в коллективе. Органичное их сочетание, исходя из целей и задач и этапа урока и выступает условием эффективной работы на уроке.

На наш взгляд, значимыми для уроков математики и физики могут стать гроздья (кластеры). «Кластеры» применяются как на стадии вызова, так и на стадии рефлексии. Суть этого приема заключается в том, что информация, касающаяся какого — либо понятия, явления, события, описанного в тексте, систематизируется в виде кластеров (гроздьев). В центре находится ключевое понятие. Последующие ассоциации обучающиеся логически связывают с ключевым понятием. В результате получается подобие опорного конспекта по изучаемой теме. Успешно его можно использовать при рассмотрении таких тем: «Многогранники», «Простые и составные числа», «Числовые последовательности», «Законы Ньютона», «Кинематика» и др.

Он позволяет увидеть в системе причинно-следственные связи между отдельными смысловыми блоками.

Данный прием позволяет каждому учащемуся выйти на собственное целеполагание, выделить значимые именно для него понятия. Прием «Кластер» позволяет не только активизировать лексические единицы в речи учащихся и ввести новые, но и, объединив их в связное высказывание, тренировать различные грамматические структуры, в зависимости от поставленной цели [8].

Прием «дерево предсказаний» на уроках физики может быть использован в ходе рассмотрения материала школьного курса по теме «Электродинамика». Этот прием позволит учащимся прогнозировать ход мысли при решении проблемы по открытию закона Ома. Его целесообразно использовать на стадии закрепления материала с целью анализа какой-либо проблемы, обсуждения текста, прогнозирования событий.

При ознакомлении с новым материалом можно прибегнуть к приему Инсерт (авторы Воган и Эстес). С его помощью при работе с текстом по математике, например, про призму, учащиеся будут находиться в позиции внимательных читателей анализирующих материал с точки зрения поиска в нем нового, ранее известного, того, что противоречит уже известному.

«Многогранник, две пары которого (основания) (+) — равные n-угольники, лежащие в параллельных плоскостях(!), а остальные n граней — параллелограммы (боковые грани) (+). Стороны боковых граней, не лежащие на основаниях, называются боковыми ребрами. (-) Призму можно рассматривать как результат параллельного переноса основания вдоль некоторого отрезка (ребра). (?)»

Вдумчивое, внимательное чтение способствует более глубокому осмыслению учебного материала, повышает уровень сознательности.

Близко к инсерту и целевое назначение бортового журнала, двухчастного и трехчастного дневников. Прием «Бортовой журнал» — это способ визуализации материала. Он может стать ведущим приемом на смысловой стадии. Бортовой журнал требует ведения записей при изучении той или ной темы, детального её анализа, связи её своим видением мира, со своим личным опытом. Например, урок физики с использованием технологии развития критического мышления по теме «Резонанс». Этот прием позволит развить умение формулировать и излагать свои мысли, терпимо относиться к чужому мнению, умение задавать вопросы, умение работать с научным текстом.

Круги по воде — этот прием является эффективным средством активизации познавательной деятельности учащихся. Опорным словом к этому приему может стать изучаемое понятие, явление. Оно записывается в столбик и на каждую букву подбираются существительные (глаголы, прилагательные, устойчивые словосочетания) к изучаемой теме. По сути это небольшое исследование, которое может начаться в классе и иметь продолжение дома.

ФИЗИКА:

Ф — факт;

И — измерения;

З — закон;

И — иллюстрация;

К — калькулятор;

А — амперметр;

Эффектным приемом, часто используемым на стадии рефлексии является синквейн. Это творческая работа, которая имеет короткую форму стихотворения, состоящего из пяти нерифмованных строк. Синквейн — это не простое стихотворение, а стихотворение, написанное по следующим правилам:

1 строка — одно существительное, выражающее главную тему cинквейна.

2 строка — два прилагательных, выражающих главную мысль.

3 строка — три глагола, описывающие действия в рамках темы.

4 строка — фраза, несущая определенный смысл.

5 строка — заключение в форме существительного (ассоциация с первым словом).

Составлять cинквейн очень просто и интересно. И к тому же, работа над созданием синквейна развивает образное мышление. Например,

ПИРАМИДА

Правильная, усеченная

Чертим, считаем, обозначаем

Простейшая пирамида — треугольная пирамида

Многогранник

Повышают познавательный интерес школьников, содействуют более глубокому осмыслению знаний также приемы игрового и группового взаимодействия. Так, прием «Зигзаг» требует организации работы учащихся вместе: в парах или небольших группах над одной и той же проблемой, в процессе которой выдвигаются новые идеи. Эти идеи и мнения обсуждаются, дискутируются. Процесс обучения сообща в большей степени приближен к реальной действительности, чем традиционное обучение: чаще всего мы принимаем решения в процессе общения в небольших группах, временных творческих коллективах. Эти решения принимаются как на основе компромисса, так и на основе выбора наиболее ценного мнения, выдвинутого кем-либо из группы. Примерные темы для работы в «зигзаге» могут быть следующие:

Повторению, закреплению знаний школьников способствует использование игрового взаимодействия «Всегда-иногда-никогда». Школьники могут играть как группами, так и коллективно. Требуется только игровое поле и карточки с утверждениями, текст которых (или задания) располагаются на основе предварительного их анализа либо в поле «всегда», либо в поле «иногда», либо в поле «никогда». После чего свое решение необходимо обосновать. Каждый школьник обосновывает расположение хотя бы одной карточки. Прием может быть использован при повторении следующих тем: «Неравенства с двумя переменными», «Площади фигур» и др.

Преимущества ТРКМ на уроках математики и физики:

-        Повышается ответственность за качество собственного образования.

-        Развиваются навыки работы с текстами любого типа и с большим объёмом информации; овладевают умением интегрировать информацию.

-        Формируется умение вырабатывать собственное мнение на основе осмысления различного опыта, идей и представлений, строить умозаключения и логические цепи доказательств (развивается системное логическое мышление).

-        Развиваются творческие и аналитические способности, умения эффективно работать с другими людьми; формируется умение выражать свои мысли ясно, уверенно и корректно по отношению к окружающим.

-        Технология наиболее эффективна при изучении материала, по которому может быть составлен интересный, познавательный текст.

Литература:

1.      Загашев И. О., Заир-Бек С. И. Критическое мышление: технология развития. СПб.: Альянс-Дельта, 2003. — 284с.

2.      Заир-Бек С. И. Развитие критического мышления на уроке: пособие для учителей общеобразоват. Учреждений / С. И. Заир-Бек, И. В. Муштавинская. — 2-е изд., дораб. — М.: Просвещение, 2011. — 223 с.

3.      Кочетов А. И. Педагогические технологии. Славянск-на-Кубани, 2000. — 200с.

4.      Халперн Д. Психология критического мышления. 4-е междунар. изд. — СПб.: Питер, 2000–512 с.

5.      Сайт Фестиваль педагогический идей «Открытый урок». — Режим доступа: http://festival.1september.ru/articles/528850/

6.      Сайт «Социальная сеть работников образования». — Режим доступа: http://nsportal.ru/shkola/obshchepedagogicheskie-tekhnologii/library/2013/09/14/primenenie-tekhnologii-kriticheskogo

7.      Сайт Технического лицея г.Сыктывкара. — Режим доступа: http://tech-lyceum.ru/3/ttt.htm

8.      Сайт «Школьная лига РОСНАНО».- Режим доступа: http://www.schoolnano.ru/node/8964

9.      Федосеева Н. В. К вопросу о воспитательном потенциале технологий активизации и интенсификации деятельности учащихся. В сборнике: Актуальные направления развития научной и образовательной деятельности Гл. редактор Широков О. Н.; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Чувашский государственный университет имени И. Н. Ульянова»; «Харьковский государственный педагогический университет имени Г. С. Сковороды»; «Актюбинский региональный государственный университет имени К. Жубанова»; Центр научного сотрудничества «Интерактив плюс». Чебоксары, 2014. С. 77–80.

10.  Федосеева Н. В., Миронычева В. Ф. Технология Веб-квеста как средство активизации самостоятельной работы студентов. В сборнике: Web-технологии в образовательном пространстве: проблемы, подходы, перспективы сборник статей участников Международной научно-практической конференции. Под общей редакцией С. В. Арюткиной, С. В. Напалкова. Н. Новгород — Арзамас, 2015. С. 199–207.