ZAA1WKftoT

•делать выводы на основе полученных данных;

•формулировать ответ в понятной для других форме.

Задания по естествознанию, включали группу вопросов, в котором описывалась некоторая ситуация из истории естествознания или из повседневной жизни. Каждый вопрос проверял овладение отдельным знанием или умением, а группа вопросов – некоторой их совокупностью. Всего в исследовании использовалось 14 групп заданий по естествознанию, включающих 35 заданий-вопросов, треть из которых составили задания со свободным ответом, а пятую часть – комплексные задания.

Предлагаемые учащимся ситуативные задания были связаны с проблемами, которые возникают в быту каждого человека (например, выбрать продукты при соблюдении диеты), а также в жизни человека как

члена общества, например, определить наиболее целесообразное место строительства электростанции относительно города, или как гражданина мира, например, оценить последствия глобального потепления. Ситуации группировались вокруг следующих, выделенных в исследовании, областей науки: «Естествознание, жизнь и здоровье», «Здоровье, болезни и питание», «Сохранение и устойчивое использование видов», «Взаимозависимость физических/биологических систем», «Наука о Земле и окружающей среде», «Загрязнения», «Образование и разрушение почвы», «Погода и климат», «Естествознание и технология», «Биотехнологии», «Использование материалов и захоронение отходов», «Использование энергии», «Транспорт».

Как мы видим, перечисленные разделы науки в нашей школе вообще не изучаются, и поэтому содержание заданий было для школьников необычным. Анализ предложенных заданий по естествознанию по степени

трудности разделялся на три уровня.

К высокому уровню естественно-научной грамотности относится выполнение задания 1 (с открытым ответом) из группы заданий «Дневник Семмельвайса» (Приложение 1). Трудность данного задания по международной шкале – 666 баллов. Данное задание правильно выполнило только 14% российских учащихся [88]. Но при этом учащиеся, продемонстрировавшие высокий уровень естественно-научной грамотности, могли выполнить задания, в которых требовалось объяснить или спрогнозировать явления на основе их моделирования, проанализировать результаты ранее проведенных исследований, сравнивать данные, привести научную аргументацию для подтверждения своей позиции или оценки различных точек зрения.

Учащиеся, продемонстрировавшие средний уровень сформированности естественно-научной грамотности, могли выявить вопросы, на которые могла бы ответить наука, показать особенности научного исследования, представить информацию, подтверждающую сформулированные заданием выводы. Примером может служить задание с выбором ответа (воп-

40

рос 4 из этого же задания): от учащихся требовалось объяснить некоторое явление на основе имеющихся у них биологических знаний. Правильно это задание выполнили 41% российских учащихся. Обращает на себя внимание тот факт, что 31% наших 15-летних подростков выбрали неправильный, но правдоподобный ответ [105].

К заданиям средней трудности относится вопрос 4 из группы заданий «Озон», в котором учащимся для правильного ответа необходимо было отличить вопрос, на который могла бы ответить наука, от вопроса, решение которого требовало политических решений. Трудность этого задания составила 529 баллов по международной шкале. 45% российских учащихся правильно выполнили данное задание.

Нижнему уровню шкалы естественнонаучной грамотности соответствовали задания, проверявшие умения актуализировать элементарные знания, факты, приводить примеры и использовать основные естественнонаучные понятия для подтверждения правильности уже сформулированных выводов. Примером такого задания является вопрос 3 из группы «Дневники Семмельвайса». Его трудность по международной шкале 467 баллов. Данное задание правильно выполнили 67% российских учащихся. Примеры заданий по степени сложности представлены в приложении 1.

Обобщенный результат выполнения учащимися нашей страны заданий, оценивающих естественно-научную грамотность, равен 460 баллам, что соответствовало 26–29 месту по рейтингу на международной шкале [88]. По сравнению с результатами России, страны можно разделить на

3группы:

•страны, результаты которых статистически значимо выше российских: (Корея, Япония, Финляндия, Великобритания, Канада, Новая Зеландия, Австралия, Австрия, Ирландия, Швеция, Чешская Республика, Франция, Норвегия, США, Венгрия, Исландия, Бельгия, Швейцария, Испания, Германия, Польша, Дания, – всего 22 страны;

•страны, результаты которых сравнимы с российскими: Италия, Лихтенштейн, Латвия, Португалия, – 4 страны;

•страны, результаты которых ниже российских: Люксембург, Мекси-

ка и Бразилия, – 3 страны.

При интерпретации результатов естественнонаучной грамотности в исследовании PISA следует учитывать традиции отечественного школьного естественнонаучного образования, которые в значительной степени направлены на формирование основ наук: физики, химии, биологии и фи-

зической географии. В данном же исследовании оценивались не предметные знания, а умение использовать основные естественно-научные понятия и методы в личностно и социально значимом контексте. Необходимо

отметить, что этой стороне обучения в российской школе уделяется недостаточное внимание.

41

Результаты исследования PISA еще раз подтвердили, что российские

школьники слабо ориентируются в актуальных проблемах естествознания, таких, как экологические проблемы, проблемы здорового образа жизни, влияние науки и техники на развитие общества и др. Их рассмотрению

не уделяется должного внимания в школьных курсах. Эти важные для современного человека проблемы изучаются разрозненно в естественнонаучных и обществоведческих предметах.

Перегруженностью содержания естественнонаучных курсов можно объяснить неоправданно низкое внимание, которое уделяется развитию

интеллектуальных умений, таких как: анализ, обобщение, оценка и др. Именно в заданиях, требующих проанализировать или сравнить резуль-

таты проведенных естественно-научных исследований, соотнести различные точки зрения на явления и события, высказать собственную версию их смысла, обосновать свою точку зрения, используя научную аргументацию, российские учащиеся показали более низкие результаты.

Результаты исследования также показали, что российские учащиеся имеют низкий уровень сформированности общеучебных умений, основным из которых является умение работать с информацией, представленной в текстах, таблицах, диаграммах или рисунках.

Выявлено недостаточное развитие у российских пятнадцатилетних подростков коммуникативных умений. Показательным является тот факт, что до трети наших учащихся пропускали те задания, в которых требовалось дать ответ в свободной форме.

В интервью журналу «Шпигель» (№ 27, 2002 г.) министр образования В.М. Филиппов объяснил низкие показатели россиян непривычностью тестовой формы вопросов, а также различием показателей городских и сельских школьников (из-за плохого финансирования сельских школ).

Конечно, можно говорить о непривычной форме теста, о том, что в тест были включены задания по естествознанию, а не по физике или биологии, и в непривычном контексте. Но такая форма теста была непривычной и для учащихся других стран, например, Венгрии или Чехии, которые, однако, в большей степени оказались приспособленными к новым условиям международного тестирования.

2.1.3. Результаты тестирования TIMSS и PISA после 2000 г.

Международные исследования качества математического и естественнонаучного образования школьников периодически повторяются. Так в 2003 г. проводилось исследование TIMSS-2003, охватившее 46 стран мира. В России исследования проводились в 63 регионах, в которых участвовало 419 школ (выпускники начальной школы (4 класс) и учащиеся 8-х классов). Исследование проводилось при помощи тестов. Оценка результатов осуществлялась по 1 000-балльной международной шкале. На шкале выде-

42

лялось 4 уровня подготовки: продвинутый, высокий, средний, низкий. Тесты по естественно-научной подготовке включали вопросы по

биологии, физике, химии, географии и астрономии, экологии. Процент баллов, приходящихся на физику, составлял около 25% для учащихся 8-х классов и 35% для учащихся 4-х классов.

Средний балл российских учащихся 8 классов равен 514 баллам; что

значительно выше среднего международного балла (474), но значительно

ниже средних баллов российских учащихся 8 классов в 1999 г.

Учащиеся 12 стран (Сингапур, Корея, Гонконг, Тайвань, Япония, Нидерланды, Эстония, Венгрия, США, Австралия, Швеция, Англия) показали результат лучше российских восьмиклассников. Почти все страны, уровень которых был близок к российскому в 1999 г., улучшили свои показатели в 2003 г.

Продвинутый уровень подготовки продемонстрировали 6% российских восьмиклассников, что значительно меньше числа школьников, достигших такого уровня в лидирующих странах (17–35%). Результаты российских восьмиклассников в 2003 г., полученные при выполнении тех же заданий в 1995г., 1999 г., оказались ниже по всем естественным пред-

метам.

Анализ результатов TIMSS-2003 по математике показал, что самый высокий уровень подготовки продемонстрировали 6% российских восьмиклассников, что значительно меньше числа школьников, достигших такого уровня в лидирующих странах. Там эта цифра достигает 24–44%. В 2003 г. по сравнению с 1995 и 1999 гг. значительно уменьшилось число российских восьмиклассников, достигших продвинутого, высокого, среднего уровня; увеличился разрыв между уровнем российских восьмиклассников и уровнем восьмиклассников стран лидеров. В 2003 г. по сравнению с 1995 и 1999 гг. возросло число стран, в которых средний уровень выше российского. Из анализа следует, что уровень математической подготовки российских школьников значительно снизился. Безусловно, это уже сказалось на качестве знаний по естественно-научным дисциплинам, в том числе и по физике.

Среди причин, обусловливающих снижение результатов 2003 г. называют: уменьшение времени изучения естественно-научных дисциплин,

снижение интереса к приобретению знаний, сложность и перегруженность учебников нового поколения.

Вместе с тем результаты TIMSS показали, что высокие места занимают школьники самых высокотехнологичных стран с развитой инновационной экономикой. В этих странах именно знания являются основным источником развития экономики и общества. Естественно, что в странах с такой экономикой создано прекрасное образование: и школьное, и высшее. Поэтому неудивительно, что во всех исследованиях, по обоим предметам, в обеих возрастных категориях первые места в разной последова-

43

тельности занимают школьники Сингапура, Южной Кореи, Тайваня, Гон-

конга, Японии.

В исследовании PISA-2006 г. участвовали около 400 тысяч учащихся из 57 стран мира.

По физике задания теста касались вопросов: строение вещества, свойства вещества (например, изменение состояния, теплопроводность

иэлектропроводность), движение и силы, энергия и её превращения, свет

ирадиоволны, звук. Для оценки отношений к естествознанию были разработаны вопросы, оценивающие:

•понимание значимости научного познания;

•интерес к науке;

•ответственность по отношению к ресурсам и окружающей среде.

Исследование PISA-2006 г. было ориентировано в основном на проверку естественнонаучной грамотности. Но проверялись, хотя и в меньшей степени, и грамотность чтения, и математическая грамотность. Наши результаты вызывают тревогу, свидетельствуя о том, что российская школа не обеспечивает достаточную готовность выпускников к жизни в постиндустриальном информационном обществе, отвечающем современным международным требованиям. К сожалению, по всем направлениям последнего этапа исследования, результаты российских учащихся статистически значительно ниже средних. Рейтинг российских школьников среди сверст-

ников из 57 стран составляет: 33–38 по естественно-научной грамотности. По результатам оценки сформированности естественно-научной

грамотности большинство российских учащихся (около 60%) продемонстрировали овладение основными умениями, необходимыми для решения простых естественнонаучных проблем. Они смогли выявить четко сформулированные научные проблемы в некоторых знакомых ситуациях; отобрать факты и знания, необходимые для объяснения явлений; применить простые модели или исследовательские стратегии, интерпретировать и напрямую использовать естественнонаучные понятия из различных разделов естествознания, сформулировать короткие высказывания, используя факты; принимать решения на основе естественно-научных знаний. Но 22,2% российских учащихся не овладели базовым уровнем. Это означает, что, окончив основную школу, они имеют ограниченный запас естественнонаучных знаний, которые могут применять только в знакомых ситуациях.

К сожалению, традиционно сильные стороны российского школьного естественнонаучного образования, в значительной степени направленного на формирование основ наук (физики, химии, биологии и физической географии), не могли проявиться в данном исследовании, поскольку оно было направлено на реализацию других задач, в большей степени ориентированных на требования современного информационного общества.

44

По сравнению с результатами предыдущего этапа исследования наблюдается повышение результатов выполнения заданий, проверяющих понимание основных понятий курса физики и применения основных закономерностей. Однако на прежнем уровне остаются средние результаты выполнения заданий, в которых требуется объяснение протекания тех или

иных явлений или процессов из окружающей жизни1.

В исследовании по программе PISA-2009 приняли участие 65 стран мира. В России в данном исследовании участвовали 213 образовательных учреждений из 45 субъектов РФ. В данном исследовании одновременно реализовывались несколько современных инновационных идей в измерениях: оценка функциональной грамотности, изучение отношений, интереса, мотивации и учебных стратегий.

Самые высокие результаты продемонстрировали учащиеся двух стран ОЭСР – Республики Корея (539 баллов) и Финляндии (536 баллов). Однако учащиеся Шанхая (города центрального подчинения Китая), кото-

рые впервые приняли участие в исследовании PISA в 2009 году, показали еще более высокие результаты – 556 баллов. В пятерку лучших стран и

территорий вошли Гонконг (Китай) – 533 балла и Сингапур – 526 баллов. По оценке уровня математической и естественно-научной грамотно-

сти Российские 15-летние школьники также оказались в группе стран, результаты которых в 2009 г. существенно ниже результатов стран ОЭСР.

Представительная выборка школ, участвующих в исследованиях, анализ тысяч программ и учебников различных стран, тестирование и анкетирование сотен тысяч школьников различных континентов мира, в том числе России, анкетирование тысяч учителей и директоров школ, позволяет утверждать, что результаты исследований являются достоверными, отражают требования, предъявляемые к образованию в современных условиях, и могут быть положены в основу изменений школьного процесса обучения.

1Российская академия образования Институт содержания и методов обучения Центр оценки качества образования http://www.centeroko.ru/

45

Анализ результатов исследований ТIМSS, PISA позволяет выделить те факторы естественнонаучного образования, в котором пока слабо реализуются новые приоритеты образования, например, такие как:

•недостаточная демонстрация значимости естественно-научного образования в развитии общества;

•недостаточная практическая ориентированность содержания образования, их некоторая оторванность от реалий жизни, окружающей учащегося;

•недостаточная работа с информацией, заданной в различном виде;

•недостаточное развитие методологической грамотности учащихся.

В настоящее время получить обобщенную информацию об уровне и качестве общеобразовательной подготовки выпускников школы можно с помощью анализа результатов единого экзамена по физике1. Данный экзамен позволяет получить в целом объективную картину знаний и умений школьников по физике. Задания вариантов контрольно-измерительных материалов (КИМ) охватывают основные элементы содержания, отраженные

вобязательном минимуме. Анализ результатов ЕГЭ показывает, что задания,

вкоторых проверяется знание формул, умение использовать формулы и законы на расчетном уровне, выполняют 60–80% экзаменуемых. По заданиям повышенного уровня процент выполнения составляет от 30% до 60%. В тех случаях, когда информация предъявляется с использованием графиков, схем, диаграмм, то процент выполнения снижается на 15–20% [6].

Основными недостатками в знаниях и умениях выпускников средней школы, выявленными на ЕГЭ являются: непонимание сути используемых формул; неумение использовать знания и умения в измененной и новой ситуациях, оценивать реальность полученных результатов; неумение выполнять действия с числами, записанными в стандартном виде; недостаточно сформированные общеучебные умения (умение анализировать графики, рисунки, табличные данные и др.) [258].

Результаты выполнения экзаменационных работ выявляют узкие места в преподавании физики в школах: учителя не всегда знают обязательный минимум содержания образования; решают много тренировочных задач, но редко предлагают задания, в которых проверяются знания фундаментальных физических законов, понимание физических явлений и процессов. Из данного анализа следует, что результаты ЕГЭ по физике не опровергают выводы международных исследований.

Невысокие результаты российских школьников в международных исследованиях и результаты ЕГЭ еще раз доказывают необходимость модернизации физического образования с целью повышения его качества. На наш взгляд, следует, не отказываясь от лучших традиций нашей школы,

1 Официальный сайт информационной поддержки Г(И)А в Мурманской области/ http://gia.edunord.ru/res2011.shtml.

46

усилить личностную и практическую направленность содержания и процесса обучения физике, повысив развивающий его характер, выделить больше учебного времени на изучение дисциплин естественно-научного цикла.

Знакомство с подходами к диагностике знаний и умений в различных международных исследованиях позволяет проследить общемировые тенденции в совершенствовании естественно-научного образования, определить достоинства и недостатки отечественной методики обучения и наметить пути её модернизации.

47

2.2. АНАЛИЗ ПРОТИВОРЕЧИЙ И ПРОБЛЕМ СОВРЕМЕННОЙ СИСТЕМЫ ШКОЛЬНОГО ФИЗИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Как известно, вплоть до настоящего времени, задача школы состояла в том, чтобы дать образование, что означало изучение определенных наук: физики, химии, математики, языка, литературы, истории и др. С точки зрения педагогики ненасилия этот тезис должен быть перевернут: не личность изучает различного рода науки, чтобы быть грамотной и образованной, а различные учебные дисциплины выступают в качестве средств развития личности. Не закон Ньютона изучает школьник, он развивает свое мышление, расширяет кругозор, постигая этот закон.

В. Ситаров, В. Маралов

Содержание школьного физического образования всегда было и остается отражением развития современной науки, так как наука и образование – две составляющие одного процесса, и одна без другой развиваться не могут. Существующая в настоящее время система образования все меньше отражает современный уровень науки и техники, и все чаще говорят о ее кризисе. Возникает вопрос: если система образования предшествующего времени имела множество достоинств, то почему же сейчас наблюдается кризис системы образования? Может быть, ее следует освободить от последних преобразований и восстановить в том виде, который обеспечил наиболее значительный этап научно-технического прогресса в XX в.?

История развития науки и образования показывает, что многочисленные их достоинства не гарантируют защиты от кризиса. При всей на-

глядности экспериментов с движущимися тележками, падающими шариками, нагреваемыми телами и т.д., осознаем, что понимание поведения этих простых объектов необходимо, но уже недостаточно в современной жизни. Такое узкое понимание физических процессов – это неочевидная форма отсталости (А.А. Васильев), точно так же, как и высокая функ-

циональная компьютерная грамотность без фундаментального образования. Способ представления знаний при традиционном преподавании устарел и уже не отвечает современным потребностям общества.

Рутинный, монотонный труд уходит в прошлое. Сегодня нужно готовить молодежь к универсальной деятельности, которая ее ожидает в будущем информационном обществе. Для этого основная и старшая школа должна обеспечивать эффективные, готовые к производственному приме-

нению физико-математические знания и знания информационных технологий. Профессиональная школа должна обучать современным и перспе-

ктивным технологиям. Поэтому необходимо модернизировать всю систему образования.

Изменение образования должно происходить в соответствие с требованиями современности. Такими требованиями сегодня являются: усиление внимания к личности ученика и развитие его способностей, ориентация

48

обучения на максимальный учет возрастных и индивидуальных особенностей каждого школьника. Сверхзадачей модернизации является выход на

новую модель российской школы, при этом все преобразования должны осуществляться в органическом единстве. Имеется в виду единство нового содержания образования, новых форм организации образовательного процесса и новых образовательных технологий, а также новых форм оценки качества знаний.

Модернизация образования включает в себя модернизацию физического образования, общество предъявляет новые требования к его качест-

ву в соответствие с требованиями современности. Эти требования становятся маловыполнимыми из-за противоречий, существующих и во всей системе образования, и, в частности, в физическом. Противоречия возникают между задачами, которые должны быть решены в процессе обучения

учащихся физике и возможностями, которые предоставляются учителю. Выделим такие противоречия, и на их основе сформулируем актуальные проблемы, стоящие перед обучением физике в школе.

Отметим: в развитых странах процесс образования связан с потребностями современного этапа научно-технической революции. Широкое

использование микроэлектроники, робототехники, биотехнологии, все более совершенных компьютеров меняет характер труда и место человека в производственном процессе, модифицирует структуру современных об-

ществ, образ жизни и психологию людей. Радикально меняется профес- сионально-квалификационный состав населения: растет численность инженерного персонала и работников, занятых в науке, просвещении,

здравоохранении. Количество высококвалифицированных специалистов, занятых в научных исследованиях и экспериментальных разработках, увеличилось с 1970 по 2000 гг. в США на 80%, в Великобритании – на 70%, в ФРГ – на 90%, в Японии – на 120% [44]. В новейших отраслях производства обнаруживается тенденция к сближению труда квалифицированных рабочих и инженерно-технического персонала, так как высокая квалификация рабочего предполагает сегодня овладение широким кругом профес-

сиональных знаний.

Возникает противоречие между необходимостью создавать квалифицированные технические кадры в нашей стране, чтобы поддерживать ее

технический потенциал, и падением интереса к естественно-научному и техническому образованию. Поэтому важнейшей проблемой школьного физического образования на современном этапе развития школы является

повышение его значимости, признание физики как важного учебного предмета.

В преподавании физики необходимо сохранить 2 важных приоритета:

1.Ознакомление учащихся с мировоззренческими аспектами физики

(главное – научными методами исследования природы и современной

49