Экскурсии по физике: учебно-профориентационный аспект

Естественнонаучные знания как научные знания вообще – это элементы культуры. Естественные науки обогащают человека, его личностную культуру, знания и мировоззрение, способствуя его развитию. Признание обществом и педагогами важной культурно-научной функции естественных знаний, их роли в жизни человека приводит к образовательной интеграции естественных дисциплин.

Современные тенденции интеграции естественных предметов (физики, астрономии, химии, биологии, географии) в одну дисциплину видятся целесообразными, учитывая их характерные черты, связанные с методологией и методикой обучения и направленные на достижение школьниками личностных, предметных и метапредметных результатов их изучения, а также на формирование профессионального самоопределения будущих граждан.

Во-первых, значение естественных предметов в процессе формирования культурно-научного мировоззрения учащихся бесспорно и обеспечивается:

– становлением у школьников целостной картины мира;

– глубоким усвоением научных знаний, систематизацией и обобщением знаний о природе, об отношениях человека и природы, человека и общества на основе раскрытия главных идей естественных наук;

– осознанием учащимися значения эволюции естественнонаучной картины мира и понимания человеком своего места во Вселенной.

С точки зрения функции естественных предметов по формированию культурно-научного мировоззрения они имеют общие образовательные черты.

Во-вторых, безусловной реальностью является и межпредметность естественных наук, которая выявляется при изучении смежных тем. Именно в рамках их границ возникли физическая химия, биофизика и биохимия, физическая география и т.п. Межпредметность привела к появлению такой технологии обучения как бинарный урок – урок обобщения знаний – нестандартная форма обучения, где реализуются межпредметные связи. Бинарный урок ведут учителя разных дисциплин, превращая познавательную деятельность учащихся в творческий процесс изучения какой-либо проблемы на стыке двух наук. Например, «Электролиз» (физика и химия), «Физические условия формирования климатических особенностей местности» (физика и география), «Биофизические явления в кровеносной системе человека» (биология и физика), «Ориентирование в море с помощью небесных светил» (география, физика и астрономия) и др.

В-третьих, анализ философских, методологических, научных, дидактических источников и исторический анализ развития культуры, науки и техники обнаруживает диалектику соотношения элементов культурно-исторической составляющей естественных наук в образовании, в содержании обучения физике, астрономии, химии, биологии, географии и соответствующий социокультурный контекст их основных элементов:

– основа научной теории – история наблюдений и воспроизведения явлений природы в фундаментальных исследованиях; анализ и обобщение накопленных знаний; эмпирические законы, конструктивные элементы, понятия и положения; идеализированные модели; понятийный аппарат – терминология, фундаментальные величины, единицы измерения;

– логико-математический базис – символика обозначений величин, математические взаимосвязи между величинами и другими теориями;

– ядро теории – основополагающие принципы теории, общие законы и соответствующие им уравнения, фундаментальные константы, законы сохранения;

– научное и практическое (техническое) наследие теории – система научных знаний, их использование в процессе развития техники, технологий, производства;

– культурно-историческое наследие теории – история становления естественных наук; взаимосвязь истории развития научных исследований и культуры; истории жизнедеятельности выдающихся ученых-естествоиспытателей, инженеров, путешественников и установление исторического значения их деятельности на развитие эпох их жизнедеятельности и современности;

– культурно-научное наследие выдающихся естествоиспытателей, инженеров, путешественников [40, с. 20–22].

В-четвертых, исследования культурно-исторического значения развития естественнонаучных знаний показывает, что в современной школе содержание курса физики, астрономии, химии, биологии, географии основывается именно на основе научных и культурно-исторических компонентах, в которые насквозь входят социокультурная и культурно-историческая составляющие:

– система знаний о культуре, природе, обществе, мышлении, технике, способах деятельности;

– система общих интеллектуальных и практических навыков и умений, которые являются основой разнообразия конкретных сфер деятельности человека;

– опыт творческой деятельности, ее основные черты, которые были накоплены человечеством в процессе общественного, культурного и научного развития;

– опыт эмоционально-ценностного, экокультурного отношения к природе и друг к другу [10, с. 102–103; 40, с. 87].

В-пятых, научная и культурно-историческая многогранность содержания естественнонаучного образования дает возможность выделить общие компоненты содержания обучения: естественнонаучную, теоретическую, экспериментальную, практическую, политехническую и прикладную, технологическую, профориентационную, культурно-историческую. Все компоненты в равной степени выполняют определенные функции и задачи, они взаимосвязаны и взаимозависимы. Невозможно выделить из целостной системы содержания обучения одну главную составляющую без учета важных и необходимых связей с другими и не менее важными компонентами.

Выявленное существование общего в содержании обучения физике, астрономии, химии, биологии, географии, их межпредметность, а также знаниевая, познавательная, методологическая, социокультурная, экокультурная, формирующая мировоззрение и другие образовательные функции являются основой методологической и методической целесообразности интеграции естественнонаучных дисциплин, что ярко проявляется при проведении межпредметных экскурсий.

Нами в работе [39, с. 234–239] показано, что межпредметные экскурсии знакомят учеников с современными историческими материальными и культурными памятниками региональной, национальной, европейской и мировой значимости, показывают их связь с развитием общества, техники, технологий. Если памятники культуры раскрывают диалектику и социокультурное значение развития общества, культуры, науки, то знакомство с примерами взаимосвязи науки и техники обуславливает профориентационное значение межпредметных экскурсий. После проведения межпредметных экскурсий учителя имеют возможность направить познавательную деятельность учащихся на дальнейшее самостоятельное изучение особенностей различных профессий, что стает стартом для формирования профессионального самоопределения школьников в скором будущем.

Межпредметные экскурсии наглядно демонстрируют учащимся органическую связь различных учебных предметов (физика, астрономия, химия, математика, география, биология и т.д.), национальных и межнациональных традиций с историей конкретного региона, раскрывая органичность межпредметных связей и значение их использования в развитии науки, технической культуры, жизни.

Учебные цели межпредметных экскурсий определяют политехнический, экологический, поликультурный и т.д. характер объектов посещения и их социокультурное значение. Практически выполняя учебные (научно-познавательную, научно-культурную), воспитательные (мотивационно-формирующую, организации досуга учащихся и внеклассной работы) и развивающие (мировоззренческую, культурно-информационную, социокультурную, профориентационную) функции, межпредметные экскурсии являются наиболее эффективными с точки зрения их влияния на результативность обучения и формирование профессионального самоопределения учащихся. Межпредметные экскурсии способствуют достижению личностных, предметных и метапредметных результатов школьников при изучении физики, астрономии, химии, биологии, географии. Ученики не только воспринимают материал научной, культурно-исторической и профориентационной направленности, с которым знакомятся во время экскурсии, но и учатся его анализировать, систематизировать, обобщать, определять значение науки и культуры в эволюционном процессе, устанавливать межпредметные связи и использовать полученные знания в своей жизни, что и является одними из результатов обучения.

Значимость межпредметных экскурсий в учебном процессе определяется их естественнонаучным, культурно-историческим содержанием и профориентационным наполнением, что предполагает дальнейшее образовательное развитие и прикладное использование, а также раскрывается в их:

▪ научном значении – знания о явлениях, законы, формулы и их выводы, которые описывают, и уже существуют в «готовом, неизменном виде» [49, с. 17];

▪ практическом значении – научные знания конвертируются в умения и навыки их использования в различных видах учебно-познавательной деятельности (решение задач, постановка и выполнение экспериментов и лабораторных работ, восстановление приборов, работа с картами, собирательство биологического материала и создание гербария и т.п.);

▪ прикладном значении – иллюстрация использования законов науки в развитии техники, естествознания, культуры, их направленность на улучшение условий жизни человека;

▪ творческом смысле – одновременно с получением научных знаний проходит процесс приобретения творческого опыта. Учитель отказывается от традиционных методов обучения и привлекает учеников к нестандартным видам учебно-познавательной и поисковой деятельности. Развивается интерес и привлекается внимание учеников к культурно-исторической, научной и профориентационной информации. Формируется ценностное отношение школьников к результатам самостоятельной творческой деятельности;

▪ культурном значении – межпредметное экскурсионное занятие направлено на формирование: «… потребностей, интересов, ценностей <…> с осознанием» [59, с. 31] культурно-исторической значимости полученных знаний. Научные знания понимаются как феномен культуры на основе научного материала, который «… позволяет выявлять ценности именно научного знания» [59, с. 33];

▪ эмоциональном смысле – приобретение опыта эмоционально-ценностного отношения учащихся к явлениям прошлого, настоящего и будущего, что является «… следствием переживаний и осознания личностно значимых» [50, с. 18] научных знаний, фактов, событий. С ними учащиеся знакомятся на экскурсии в общении с учителем, учениками, различными информационными источниками;

▪ профориентационном аспекте – ознакомление с разнообразными профессиями, показывающих необходимость естественнонаучных знаний, их межпредметность в процессе осуществления различных деятельностей, что способствует формированию профессионального самоопределения школьников, подтверждению или отрицанию их профессиональных предпочтений.

В связи с вышесказанным мы уточняем понятие межпредметной экскурсии как методически продуманной совокупности способов, форм и средств: ознакомления учащихся с объектами материальной и духовной культуры человечества; использования полученной информации при изучении естественных дисциплин и выявления межпредметных связей и их значения; самостоятельной познавательной творческой деятельности школьников с целью достижения ими личностных, предметных, метапредметных результатов и профессионального самоопределения.

Место межпредметной экскурсии в учебно-воспитательном процессе устанавливается учителями естественных предметов в соответствии с ФГОС ООО и ФГОС СОО, учебными планами, планируемыми результатами обучения, материальными возможностями родителей. И все-таки учителям и школе следует найти место межпредметной экскурсии при планировании учебно-воспитательного процесса, как форме познания школьниками окружающего мира. Это важно для организации внеклассной работы, способствующей в достижении школьниками результатов обучения и формировании их профессионального самоопределения.

Анализ дидактических источников показывает на отсутствие в них методики проведения межпредметных экскурсий. На данный момент времени этот вопрос остается открытым, потому что каждая отдельная межпредметная экскурсия представляет собой достаточно сложное учебное мероприятие, подготовка к которому является оригинальным «педагогическим явлением». Но все же наблюдаются некоторые общие методические особенности, на основе которых мы предлагаем следующую методику организации и проведения учебной межпредметной экскурсии (поэтапно).

1. Установление назначения конкретной межпредметной экскурсии (место в учебном процессе, результативность целей, образовательные, воспитательные, развивающие функции, задачи).

До сих пор не является выясненным, какое место в учебно-воспитательном процессе должны занимать вообще межпредметные экскурсии, а также их связь с конкретным изучаемым материалом. В то же самое время, факт установления их значения в достижении результативности обучения и профессиональном самоопределении школьников не вызывает сомнений. В этом заключается их особенность – они имеют больше обобщающий, межпредметный и метапредметный (надпредметный) характер. Именно эта отличительная черта лежит в основе определения целей, образовательных, воспитательных, развивающих функций, задач и результатов экскурсии.

2. Выбор экскурсионного маршрута, связанного с содержательной направленностью экскурсии. Современный потенциал туристического сервиса и техники дают возможности учителю организовывать межпредметные экскурсии по родному краю. Но, в то же самое время, учитель ограничен материальными возможностями родителей. Именно поэтому объекты посещения в аспекте их научного, межпредметного, культурно-исторического значения в истории родного края и профориентационной направленности должны быть наиболее актуальными, эффектными и соответствовать изучаемому материалу. Например, в больших городах – знаменитые памятники, музеи, галереи, предприятия, парки и т.д.; в регионах – исторические, архитектурные и природные достопримечательности, местные предприятия и т.п.

Очевидно соответствие выбранного экскурсионного маршрута целям, функциям, задачам, результатам межпредметной экскурсии.

3. Изучение учителями маршрутных объектов посещения, прежде всего, связано с определением места информации об объекте в учебном процессе, его актуальности на данном этапе изучения различных предметов и выявления межпредметности, профориентационного и культурно-научного значения. Поэтому целесообразной будет информация по проявлению и использованию природных явлений и научных законов, которые их объясняют и которые уже изучены. С другой стороны, интересным для школьников оказывается материал культурно-исторической направленности, предшествующий естественнонаучной информации и демонстрирующий взаимосвязь науки и техники с культурно-историческим развитием общества.

Отдельно учителям следует выделить профориентационную составляющую озвученных для школьников сведений. Здесь следует учитывать возрастные психолого-педагогические особенности школьников (что интересно в 7–8-х классах, может не заинтересовать учащихся 9-х, 10-х, 11-х классов с более высоким уровнем профессионального самоопределения).

На этом этапе подготовки к экскурсии важно определить и объем информации, которая будет озвучиваться, соотносительно времени внимания и сосредоточенности, присущим возрасту школьников.

4. Подготовка вопросов к ученикам о наблюдаемых явлениях, памятниках, особенностях объектов экскурсионного посещения.

5. Планирование использования полученных на экскурсии знаний в ходе дальнейшего изучения физики, астрономии, химии, биологии, географии.

6. Предварительная беседа перед экскурсией проводится со школьниками для ознакомления с планом экскурсии, правилами поведения и техникой безопасности.

Следующий этап предварительной беседы – актуализация предметных и межпредметных знаний о природных явлениях, которые будут наблюдаться во время экскурсии, законах, их описывающих, возможностях их применения человеком.

7. Выбор методических приемов проведения экскурсий и дальнейшего использования полученных знаний в учебно-воспитательном процессе (вербальные, наглядные, практические, эвристические).

8. Подготовка общих и индивидуальных заданий для учащихся по экскурсионной информации, связанной с увиденными на экскурсии историческими, архитектурными и природными достопримечательностями, предприятием и т.п. по: выявлению межпредметных связей и областей их использования; выполнению проекта или эксперимента; составлению и решению задач; созданию нарративный композиции; выполнению реферативного задания, профессионального обозрения; работе с картами; созданию гербария и т.п.

9. Подведение итогов экскурсионного занятия, включающее презентацию выполненных школьниками заданий.

Эффективность учебной экскурсии зависит от активности учащихся в процессе усвоения и осознания полученной информации, их способности к дальнейшей работе с полученной информацией и самостоятельного исследования поставленных перед ними проблем.

10. Последующее использование полученной информации в ходе изучения естественнонаучных дисциплин.

Организация учебных межпредметных экскурсий предъявляет к учителям физики, астрономии, химии, биологии, географии определенные требования к знаниям, умениям, эрудиции, педагогической деятельности:

– систематически заниматься самообразованием, изучать последние достижения методологии науки, дидактики, педагогики (в том числе и экологической педагогики), методик обучения естественнонаучным дисциплинам;

– накапливать, систематизировать естественнонаучный материал, знания культурологии, этнографии, синтезировать и внедрять дополнительный материал на уроках;

– уметь проводить интеграцию естественнонаучных знаний и реализовывать на уроках межтемные и межпредметные связи на основе примерах регионального, национального, европейского, мирового развития культуры, науки, образования;

– прививать ученикам любовь к родному краю, государству, народу.

Межпредметные экскурсии как форма организации учебно-воспитательного процесса, внеклассной работы являются наиболее эффективными с точки зрения их влияния на формирование культурно-научного мировоззрения учащихся [41] и их профессионального самоопределения. В ходе экскурсии проходит процесс восприятия естественнонаучных знаний, как части культурного опыта человечества, осознания социокультурного значения использования научных знаний в различных отраслях человеческой деятельности и будущей профессии.

В ходе межпредметных экскурсий сочетаются процессы обучения, воспитания и развития школьников в их взаимозависимости и взаимообусловленности, помогая учителям сделать обучение наглядным и разнообразным. Работа с учениками во время экскурсии способствует достижению ими требуемых результатов изучения естественных предметов и решает проблему их культурно-научного развития и гуманистического воспитания в общей структуре образовательной деятельности школы.

Дефиниция «межпредметная экскурсия» и методика организации и проведения учебной межпредметной экскурсии, приведенные нами, не являются окончательными и предлагаются для дальнейшего обсуждения и уточнения.

Межпредметная экскурсия по Керченскому полуострову

Приглашаем на экскурсию по Керенскому полуострову. Протяжённость полуострова составляет с запада на восток около 90 км, с севера на юг – от 17 до 50 км. Площадь порядка 2700–3000 км2. Наивысшие точки – гора Пихбопай (189 м), гора Опук (184 м) и гора Хрони (175 м). Полуостров омывается на севере Азовским морем, а в западной его части – заливом Сиваш, на востоке – Керченским проливом, на юге – Чёрным морем. На западе полуостров соединён с остальным Крымом Акманайским перешейком шириной около 17 км. В некоторых возвышенных местах перешейка видны одновременно два моря: Азовское и Чёрное.

Северо-восточная часть полуострова холмистая. Много грязевых вулканов. Юго-западная часть Керченского полуострова равнинная, степная. Почва в основном состоит из палеогеновых глин. На полуострове расположены несколько крупных озёр (солёных) и русла временных водотоков. Рек с постоянным стоком нет, самая крупная пересыхающая река – Самарли.

Климат умеренно-континентальный, с относительно мягкой почти бесснежной зимой и жарким и сухим летом. Средняя температура января «−1,5оC», июля «+23,5оC». Осадков выпадает менее 500 мм в год. Наблюдаются сильные восточные и северо-восточные ветра. Почвы – южные чернозёмы и тёмно-каштановые, часто засоленные. Большая часть земель распахана. Выращиваются такие сельскохозяйственные культуры, как пшеница твердых пород, подсолнечник, рапс, виноград и другие.

На полуострове находится Керченский железорудный бассейн. Также имеются карьеры по добыче ракушечника, известняка, песка. В районе Керчи найден минерал – керченит, который больше в мире нигде не обнаружен.

На шельфе Азовского и Чёрного морей неподалёку от побережья Керченского полуострова ведётся добыча природного газа. В планах разработка новых перспективных месторождений.

Площадь полуострова в основном представляет собой степные ландшафты. Растительность включает, в том числе редкие, украшающие и ароматные виды (весной цветут поля тюльпанов и степных ирисов). Животный мир беднее, в основном его представляют птицы, например редкие розовые скворцы, насекомые (сколопендры) и грызуны. Есть и опасные виды – змеи и пауки (тарантулы и каракурты).

На полуострове найдены следы поселений каменного и бронзового веков. С V века до н.э. по IV век н.э. здесь располагалась европейская часть Боспорского царства со столицей Пантикапеем (Керчь).

Экскурсия начинается в городе-герое Керчи. Город Керчь – город, которому более 26 веков. Город относится к списку десяти вечных городов мира, наряду с Римом, Александрией, Феодосией и другими. Вечный город – город, в котором жизнь, однажды начавшись, никогда не останавливалась.