Формирование естественно-научной грамотности младших школьников на уроках окружающего мира с использованием проектно–исследовательского подхода

Автор: Пухова Екатерина Игоревна

Организация: ЧУ ОО «Классический пансион МГУ имени М.В. Ломоносова»

Населенный пункт: г. Москва

Краткая аннотация статьи:

В статье рассматривается система работы учителя начальных классов, направленная на формирование естественно-научной грамотности у младших школьников. Описываются основные этапы урока окружающего мира с использованием методики Хильды Табы «Формирование индуктивного мышления» и современных приёмов развития индуктивного, аналитического мышления учащихся. Подробно рассматривается одна из активных форм занятия – урок-исследование. Учащиеся, достигают высоких результатов, подтверждая это на метапредметных олимпиадах естественно-научного цикла, ежегодно побеждая в образовательных проектах Школьной Лиги РОСНАНО.

 

В настоящее время в России реализуется национальный проект «Образование». Его цель - развитие личности учащихся, обретение ими духовно-нравственного и социального опыта (ключевых компетентностей) на основе освоения универсальных способов деятельности (компетенций). В связи с этим введение обновленных образовательных стандартов актуализировало перед педагогическим коллективом нашей организации новое требование - формирование функциональной грамотности учащихся на основе компетентностного подхода к обучению. Безусловно, это обеспечит глубокое понимание предметов и их практическое применение.

Одним из важных компонентов в формировании к познанию мира, интереса к науке и исследованиям является естественно-научная грамотность. Она помогает учащимся осваивать базовые научные знания и развивать критическое мышление, навыки исследования и умение работать с информацией. «Формирование индуктивного мышления» является универсальным инструментом, который позволяет педагогам в процессе обучения организовать практико-ориентированную, исследовательскую и проектную деятельность в рамках одного урока. Этот проектно-исследовательский подход предоставляет широкие возможности для самоактуализации, саморазвития и самореализации личности каждого ученика. В ходе такой работы учащиеся получают возможность интегрировать знания из «внешкольных» источников, осмысливая и обобщая фрагменты естественно-научных знаний.

Применение проектно-исследовательского подхода на уроках окружающего мира является важным инструментом в профессиональной деятельности учителя начальных классов. Этот подход способствует развитию критического мышления и исследовательских навыков у детей, а также позволяет учителю адаптироваться к быстро меняющимся условиям современного мира.

Для организации проектно-исследовательской похода одной из форм уроков может быть урок – исследование. Он представляет собой совместную деятельность обучающихся и учителя, связанную с решением творческой, исследовательской задачи (пусть и с заранее известным решением, но незнакомым учащимся). Урок – исследование можно построить, используя методику Хильды Табы «Формирование индуктивного мышления». Она является универсальной, и суть ее заключается в рассмотрении ЧАСТНОГО (конкретное наблюдение), к пониманию ОБЩЕГО (постижению закономерности). В качестве основных приемов используют вопросы, вовлекающие школьников в активную мыслительную деятельность. Вопросы имеют строгую последовательность в контексте трех основных «стратегий обучения»: 1) формирование понятий; 2) интерпретация данных; 3) применение правил и принципов. Все они приближены к научному исследованию и подходят к основному содержанию этапов урока.

Рассмотрим основные стратегии применения методики на примере темы «Воздух. Свойства воздуха».

Первая стратегия – «Формирование понятий».

Начальный этап направлен на повышение мотивации детей к изучаемой теме и помогает составить перечень фактов, важных для дальнейшего анализа. Учащимся для просмотра предлагается видеосюжет «Невидимка вокруг нас» (короткометражный ролик с подборкой опытов с воздушными шариками и кусочком сахара). Основные вопросы по итогам просмотра:

- Что вы увидели?

- Какую информацию получили?

- Какие моменты вам показались интересными?

Обсуждение вопросов позволит учащимся выявить основные факты, которые встречаются в реальной жизни (шарики можно надуть или сдуть, при охлаждении они уменьшаются в объеме, кусочек сахара можно опустить на дно тарелки, не намочив его и т.д.)

Следующим этап: группировка собранной информации. Учащимся предлагается подумать над вопросами:

- Что объединяет эти предметы?

- По каким признакам можно объединить информацию об опытах?

Работа и обсуждение идей осуществляется в группах, в командах. Учитель помогает учащимся определить критерии группировки (Например, по физическим свойствам: размер, цвет, состояние или по способу изменения: надувание, сдувание, погружение).

 

Вопросы для обсуждения с учащимися:

- Какие названия вы бы предложили для этих групп?

- Какие объекты принадлежат к данной категории?

Данный процесс помогает учащимся, отслеживая не только факты, но их взаимосвязи, освоить понятие «категоризации» - одного из основополагающих в формировании системного мышления. В данном случае - свойства воздуха.

Вторая стратегия - «Интерпретация данных и их объединение».

На данном этапе ученикам необходимо выявить основные черты изучаемого объекта и ответить на вопросы:

- Что вы наблюдали?

- Что стало причиной?

Ответы на вопросы позволят акцентировать внимание детей на физические свойства воздуха и выдвинуть гипотезы. Вопросы для построения гипотез:

- Что это означает? Что из этого следует?

- Какие выводы можно сделать?

После выдвижения гипотезы учащиеся проверяют ее в групповой экспериментальной деятельности.

Третья стратегия – «Применение правил и принципов».

На этом этапе ученики должны задаться вопросом: «Что могло бы произойти, если бы…?» Размышления над ним направят исследовательский процесс по заранее определённым учителем сценариям, позволяющим подтвердить/опровергнуть выдвинутые учащимися гипотезы. Важно обсудить, почему именно так сложились обстоятельства, что могло повлиять на результат, какие факторы были учтены, а какие оказались упущены.

- Как вы считаете, какие причины могли привести к этому?

- Что необходимо, чтобы это утверждение стало абсолютно верным?

В групповой работе учащиеся совместно обсуждают поставленные вопросы, находят ответы, делают выводы.

Так «Формирование понятий» становится ключевой частью образовательного процесса на уроках окружающего мира. Урок-исследование ˗ это сложная форма учебного взаимодействия. Требующий длительной подготовки и определённых временных затрат является одной из разновидностей инструментария, применяемого для решения творческой, исследовательской задачи. Для формирования и развития исследовательского навыка у школьников в практике работы апробированы и активно используются различные методы и приёмы, которые делают процесс обучения более живым и интересным.

На начальном этапе урока – исследования важно привлечь внимание учащихся к изучаемому материалу и включить их в деятельность на личностно-значимом уровне. Здесь мы используем:

1. «Автор» - учащимся предлагается некий текст или информация от имени вымышленного автора. (Например, рассказ о научном открытии, написанный известным учёным). Это позволит детям почувствовать себя частью увлекательной истории и поставит их в позицию исследователей;
2. «Фантастическая добавка» - внесет элемент фантастики или необычного в изучаемый материал. Учащиеся с помощью необычного (секретного) элемента в контексте изучаемого материала выступают в роли героев, которые должны найти выход из сложной ситуации, используя полученные знания. (Например, задача на решение проблемы, которая может возникнуть в будущем или в реальности).
3. «Интеллектуальная разминка» - позволит начать урок ярко и динамично благодаря заранее подготовленным вопросам по теме урока.

Данные приемы помогут сформировать определенные понятия и активизировать интерес учащихся к совместному обучению.

На следующем этапе урока важно интерпретировать данные и более детально исследовать тему. Используемые приёмы:

1. «Светофор» - оценить уровень понимания материала с помощью цветовых карточек при ответах на вопросы зелёная ˗ «всё понятно», жёлтая ˗ «нужна помощь», красная ˗ «не понимаю»;
2. «Мозговой штурм» - известный в бизнес-тренингах способ позволит в кратчайшие сроки сгенерировать множество идей;
3. «Молекула ассоциаций» - формируя группы ассоциаций к заданному слову или понятию учащиеся в игровой форме тренируют навык критического мышления, углубляя понимание темы;
4. «Картинная галерея» - последовательность визуальных материалов на тему урока. Учащиеся свободно перемещаются, оперируя представленными материалами, обсуждают и анализируют изучаемые понятия;
5. «Да/нет-ка» - система вопросов с однозначными ответами для выхода на тему;
6. «Кроссенс - головоломка» - развивает логическое мышление, улучшает ассоциативный навык, способствует командообразованию. Суть игры: девять картинок в таблице 3х3 (фотографии, рисунки, формулы, надписи). Задача учеников ˗ найти ассоциативные связи между соседними изображениями и угадать, что их объединяет. (Например, в таблице могут оказаться изображения «содержание книги», «библиотека», «поэт с пером», «очки», «книжная полка», (книжный магазин», «лист бумаги», «буква», объединёнными словом КНИГА. Кроссенсы на одну и ту же тему могут быть совершенно разными, что даёт простор для исследований и творчества.

«Формирование понятий» ˗ ключевая часть образовательного процесса. Именно здесь на помощь приходят совместная исследовательская деятельность и современные методики, сосредоточенные на поиске решения и построении проектов выхода из затруднения. Совместная деятельность в этом случае делает обучение более живым и интересным. Для успешного прохождения данного этапа обучения можно использовать приёмы:

1. «Кластер» ˗ визуальный (графический) инструмент для структурирования информации, выделения основных смысловых единиц и фиксации их в виде схем с обозначением всех связей между ними. Как и во всех описываемых приёмах ученики могут работать в группах, создавая кластеры по заданной теме, что способствует развитию навыков ведения полемики, обсуждения и обмена мнениями.
2. «Разведчики» ˗ приём, который также активизирует исследовательскую деятельность учащихся: изучить определенные аспекты ˗ собрать информацию ˗ сделать выводы ˗ представить результаты.

Интерпретация данных соответствует этапу урока «Первичное закрепление знаний». В рамках данной стратегии, как инструмент первичного закрепления знаний возможно использовать таблицы. Учитель может предоставить различные наборы данных, а учащиеся, используя таблицы, должны выявить ошибки или необычные закономерности, предложить свои версии и обосновать их. Это стимулирует интерес и вовлеченность, а также развивает логическое мышление и аналитические навыки. На данном этапе урока также можно использовать:

1. «Интеллектуальный батл» - игра, в которой учащиеся соревнуются в решении задач через интерпретацию данных.
2. «Шерлок Холмс» ˗ задание, которое включает в себя активное исследование данных, стимулирует интерес и вовлеченность, развивает логическое мышление и аналитические навыки. Выступая в роли детективов, ученики анализируют информацию, находя скрытые связи. Учитель может предоставить различные наборы данных, а учащиеся, используя таблицы, выявляют ошибки или необычные закономерности, предлагают версии и обосновывают их. В работе можно использовать готовые материалы логических видео загадок (Например, из электронного журнала ADME.ru). В этом случае таблицы являются наглядным способом систематизации информации и помогают визуализировать данные, отмечать ключевые моменты, выявлять закономерности. Работа с массивами данных в виде таблиц способствует более глубокому и наглядному усвоению материала.

Этап «Включение в систему знаний» ˗ один из ключевых в процессе обучения. Для его эффективного освоения наилучшим образом подходит стратегия «применение правил и принципов». Получая информацию, учащиеся активно оперируют новыми фактами, обсуждают, анализируют, фиксируя знания в общей системе понятий. Весьма продуктивными способами организации процесса «Включение в систему знаний» являются «Аукцион» и «Интеллектуальный тир». Ученики «стреляют» по вопросам, выбирая наиболее интересные или вызывающих сомнения и требующих разгадки. «Шпаргалка для друга» предлагает сделать краткие тезисы-разъяснения, передать друг другу и проверить собственное понимание. Игра «Реставратор» поможет восстановить недостающие элементы целого, закрепив полученные знания, а инфографика визуализирует информацию для лёгкого усвоения и запоминания сложных концепций. Небольшое развлечение «Инфографика» и «Домино» можно создать непосредственно на уроке! (На карточках пишутся ключевые понятия и соединяются в логическую цепочку).

Рефлексивно-оценочный - важный этап урока любого образовательного процесса, особенно в контексте стратегии «Оценка». На этом этапе учащиеся имеют возможность провести самооценку результатов и осознать свою учебную деятельность. Приёмов на этом этапе также несколько. «Рука скептика» помогает объективно оценить результаты проведённой работы. Учащиеся, представляя критическую точку зрения создают пространство для обсуждения, поиска ошибок и путей их исправления. «Крокодил», фокусируя внимание на анализе действий и решений, ученики «оживляют» свои мысли, делая собственные идеи и гипотезы более доступными для анализа.

Таким образом, все рассмотренные этапы урока и приемы являются важным инструментарием формирования учебной среды с активным включением учащихся в процесс овладения знаниями.

Проектно – исследовательский подход успешно реализуется учащимися в рамках образовательных курсов Школьной Лиги РОСНАНО (http://contest.schoolnano.ru/programs/superpower/). Одной из главных задач является организация исследовательской деятельности младших школьников с проведением наблюдений и постановкой опытов. Мы успешно реализовали и представили на Всероссийском уровне следующие образовательные проекты:

1. «Органы чувств и физические приборы» - изучение органов чувств животных, таких как тепловая чувствительность, а также явление «компаса в голове» и эхолокацию. Учащиеся научились измерять работу органов чувств человека с помощью приборов и проводить наблюдения, определяя, как функционируют органы чувств;
2. «Тайны и загадки физических явлений» - проведен ряд увлекательных экспериментов, цель которых — исследовать различные аспекты химии и физики. Одним из главных экспериментов - работа по теме «Тайны соли», где изучены свойства соли, её растворимость и влияние на другие вещества; в опыте «Тела и вещества» исследованы различия между молекулами и атомами;
3. «Улитковедение. Опыты по зоопсихологии» - серия экспериментов, направленных на изучение восприятия и предпочтений улиток. В ходе исследований учащиеся ответили на вопросы: Видят ли улитки? Слышат ли улитки? Какие у улиток вкусовые предпочтения? В результате разработаны лэпбуки, в которых представлены интересные факты и результаты экспериментов;
4. «Путешествие в мир плодов и семян» - изучение различных классификации плодов и научных таблиц, проведены эксперименты «Научные загадки плодов» с прорастанием семян и изучением состава плодов; разгаданы «Научные загадки» о свойствах плодов, например, «Какой плод содержит больше всего витамина C?» или «Какой плод растет на пальмовых деревьях?»

Каждый из проектов получился уникальным и интересным.

 

В результате реализованных проектов в рамках курсов Школьной Лиги РОСНАНО у учащихся сформировались первоначальные представления о научной картине мира. Это способствовало активизации их познавательных интересов, инициативности, любознательности и самостоятельности в процессе познания. Такие результаты соответствуют требованиям к личностным результатам освоения программы начального общего образования, установленным в Федеральных государственных образовательных стандартах начального общего образования (ФГОС НОО).

Таким образом, методика «Формирование индуктивного мышления» является важным инструментом для создания успешной учебной среды, где каждый ученик выступает в роли активного участника и исследователя. Использование данного проектно-исследовательского подхода в нашей организации становится всё более актуальным в условиях стремительного развития технологий и изменения требований к качеству образования. Описанные приёмы и современные технологии играют ключевую роль в этом процессе, так как помогают сделать процесс обучения увлекательным и эффективным, решать задачи и достигать высоких результатов.

 

Литература

1. Жилина Т.И., Ю.Ю. Стан.// Сборник материалов краевой научно-практической конференции «Формирование основ естественно-научной грамотности младших школьников. Краснодар: ИРО, 2021
2. Кларин М.В. //Инновационные модели обучения: Исследование мирового опыта. Монография. 2-е издание. Москва: 2018.
3. Комарова И.В.//Технология проектно – исследовательской деятельности школьников в условиях ФГОС. Санкт – Петербург : 2020
4. Савенков А.И. // Методика исследовательского обучения младших школьников. Самара: Издательский дом «Федоров», 2010
5. Середенко П. В. //Формирование исследовательских умений у младших школьников Педагогическая наука. 2007.
6. Федеральный государственный образовательный стандарт начального общего образования Утвержден Приказом Министерства просвещения РФ от 31 мая 2021 г.

 

Опубликовано: 19.06.2025