Использование конвергентного подхода в преподавании естественнонаучных дисциплин



Все науки настолько связаны между собой, что легче их изучать все сразу, нежели какую-нибудь одну из них в отдельности от всех.

Р. Декарт

В настоящее время к выпускникам школы предъявляются высокие требования, поскольку в современном обществе человек должен эффективно взаимодействовать с миром и его проблемами, находить эффективные пути их решения. А для этого мало быть хорошим математиком или биологом, надо быть специалистом с высоким уровнем мобильности, обучаемости, умением переучиваться и адаптироваться к быстро меняющимся условиям.

В связи с этим главная задача педагога — подготовить обучающихся к принятию адекватных решений в любой жизненной ситуации [1, 2]. Все это ставит новые задачи в области технологии обучения. Конвергентные технологии могут стать решением данной проблемы.

Конвергентный подход к образованию поможет учащимся максимально быстро овладевать практическими навыками и умениями, расширять и менять рамки пониманий и умений. Особенно актуальным в современный момент времени является умение быстро менять профиль и формат деятельности, ведь быстро идущий технический прогресс меняет рынок труда, ликвидируя какие-то профессии за ненадобностью или же переформатируя их полностью в своей сути. По данным Агентства стратегических инициатив в ближайшем будущем большое количество профессий просто исчезнет, а на смену им придут новые, в числе которых агроэкологи, архитекторы живых систем, программисты виртуальных миров и др.

Данная модель образования представляет собой интеграцию гуманитарного, математического и естественнонаучного образования [1].

Дополнительное образование детей является благоприятной средой для развития конвергентного подхода в обучении.

Процесс обучения по дополнительным общеразвивающим программам выстроен в соответствие с классическими принципами дидактики: научности, сознательности, системности, последовательности, наглядности, доступности и связи теории с реальной жизнью. Отличительной особенностью занятий дополнительных занятий является не только деятельностный подход, но и ориентация на личностные интересы, способности, потребности ребенка. Занятия по программе способствует самоопределению и самореализации.

Каждое учебное занятие способно решить сразу несколько задач: получение нового знания (пусть даже субъективного); овладение навыками исследовательской работы; освоение навыков работы с оборудованием; организация навыков работы в команде. Все это возможно благодаря тому, что при разработке каждого занятия педагог может использовать различные смысловые блоки.

В качестве примера предлагаем кейс «Сеть толщиной в молекулу».

Первым блоком является блок — «Изучаем». Обучающиеся знакомятся с информацией о природе гелей.

Контекст кейса. Полимеры — вещества с длинными, растянутыми молекулами, в которых присутствует определенная цикличность, то есть повторение порядка элементов (мономеров). В зависимости от количества типов мономеров можно выделить два основных пути образования полимеров: полимеризацию (одинаковые молекулы соединяются в одну длинную, например, полиэтилен) и сополимеризацию (два или больше видов отдельных молекул образуют один мономер, например, бутадиен-стирольный каучук). Если процесс не безотходный (как ранее), и его результатом является полимер и вода, то говорят о поликонденсации (например, образование фенолформальдегидной смолы)

Педагог дает дополнительную информацию, о том, что одним из незаметных, но незаменимых материалов является гель, представляющий систему из как минимум двух компонентов: полимерного каркаса и растворителя.

Следующий блок «Рассуждаем» позволяет детям высказывать предположение о том, что такое «гели» и где их применяют, основываясь на личном опыте.

В самых разных аспектах жизни мы сталкиваемся с гелями: гели для душа, разнообразная косметика, гель для стирки, многие лекарства в форме кремов и так далее, применений этих структур много от незамысловатых и повседневных ситуаций, до высоких технологий, например, в космической отрасли гели тоже находят применение.

На данном этапе педагогу очень важно дать описание того, о чем сказано не было, а для этого лучше задать наводящие вопросы:

— где мы можем встретить полимеры?

— какие функции они выполняют?

— из чего состоит «гель»?

— какие вещества и фазы входят в его состав?

— что происходит с молекулами загустителя?

— где находятся молекулы растворителя?

Блок «Создаем» представляет собой технологический этап занятия и позволяет обучающимся открыть для себя новые знания, получить продукт с заданными свойствами. Но прежде чем приступить к приготовлению геля, необходимо определить подходящие составы из предложенных и выбрать наиболее подходящие варианты. Для этого обучающимся предлагаются карточки с подробными характеристиками компонентов, например, камедь (полимер-загуститель), разрыхлитель (например, сорбат калия), вода (основной растворитель), глицерин (дополнительный растворитель, так как камедь в воде образует комочки), эфирное масло.

Задание 1. Приготовить гель по выбранной рецептуре.

Необходимые материалы и оборудование:

Стаканы химические, стеклянные палочки, растворитель (вода или спирт, можно использовать глицерин) загуститель, разрыхлитель, добавка (эфирное масло, гидролат или любое другое вещество), линейка, лакмусовая бумага, чашки Петри).

Технология приготовления.

Смешать небольшое количество растворителя и загустителя, перемешать стеклянной палочкой до однородности, дать настояться чтобы молекулы набухли. В отдельной емкости смешать растворитель и разрыхлитель (разрыхлитель взять в соответствующей пропорции к загустителю). Через 20–30 минут, когда загуститель набухнет прилить разрыхлитель и необходимое количество растворителя, перемешать. Добавить отдушку (при необходимости).

Задание 2. Провести испытание.

— Определить текучесть. Для этого капнуть гелем на плоскую поверхность комнатной температуры. Прижать другой поверхностью с грузом примерно (100 грамм). Измерить линейкой диаметр растекшейся капли, сравнить с другими составами, сделать вывод.

— Определить токсичность (сделать вывод исходя из состава), а для этого заранее определяется токсичность взятых компонентов.

— Определить кислотность. Размешать каплю геля в относительно большом количестве воды, измерить кислотность с помощью лакмусовой бумажки (или любым другим доступным способом).

На заключительном этапе занятия — блок «Рефлексируем», обучающиеся обсуждают основные моменты занятия, рассказывают о том, что они узнали нового, где можно применить приготовленный ими гель, делают предложение по дальнейшему применению полученного продукта, его улучшению или модификации, в зависимости от предложенного использования.

Такой подход к проектированию занятий позволяет объединить знания разных предметных дисциплин, способствует развитию творческого подхода к получению информации и готовому результату. В ходе выполнения заданий дети размышляют, представляют, опираясь на свой жизненный опыт. Проектируют использование полученных знаний в повседневной жизни. Наиболее значимым является и то, что полученные знания дети смогут приметить в повседневной жизни.

Литература:

1. Басалаева О. Г., Валялина А. С., Салебо А. В. Новая парадигма образования в условиях перехода от общества знания к обществу конвергенции наук и технологий [Электронный ресурс] // Мир науки. — 2015. — № 3. — С. 1–5. — Режим доступа: http://mir–nauki.com/PDF/12PDMN315.pdf (дата обращения: 05.05.2018).
2. Ковальчук М. В., Нарайкин О. С., Яцишина Е. Б. Конвергенция наук и технологий — новый этап научно-технического развития // Вопросы философии. — 2013. — № 3. — С. 3–11
3. Смелова В. Г. Я — исследователь: программа конвергентного образования: методические рекомендации по организации и проведению учебных занятий /. — Москва; Берлин: Директ-Медиа, 2019. — 315 с. DOI: 10.23681/566887