Метапредметный подход в преподавании естественнонаучных дисциплин И.С. Чаусов Отдел эпистемологии и философии образования НИИ ИСРОО НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Чем страшно образование, нацеленное на запоминание? Студенты не совмещают факты. Они не знают даже того, что они уже «узнали». Я плохо представляю, что происходит с людьми: они не учатся путем понимания. Они учатся каким-то другим способом путем механического запоминания или как-то иначе. Их знания так хрупки! Ричард Ф. Фейнман НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Что такое метапредметы? Работа со сведениями Разрозненные предметные знания Традиционное предметное образование Работа с предметными формами мышления Видение устройства предмета Метапредметный подход в преподавании дисциплин Работа с универсальными способами мышления Знание о предметах как таковых Преподавание метапредметов НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Зачем нужны метапредметы? В современном обществе повсеместной стала быстрая смена требований к профессиональным знаниям и компетентностям Необходимо складывать собственную стратегию профессиональной самореализации, поскольку готовых социальных мест для выпускников нет Невозможно осваивать новые профессиональные знания, средства и методы, оставаясь только в рамках одного предмета Областью современного творчества и самореализации становятся проекты новых областей деятельности планетарного масштаба НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Некоторые примеры «метапредметной» работы ученых Эрвин Шредингер Нобелевский лауреат по физике 1933 года Джеймс Уотсон и Френсис Крик Нобелевские лауреаты по физиологии 1961 года НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Некоторые примеры «метапредметной» работы ученых Ричард Фейнман Нобелевский лауреат по физике 1965 года Андрей Гейм и Константин Новоселов Нобелевские лауреаты по физике 2010 года НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Что метапредметный подход позволяет сделать преподавателю-предметнику? Зададимся задачей: Ввести школьников в такую новую область знаний, как спинтроника НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Традиционный подход к этой задаче Пройти школьный курс физики и химии Поступить в институт и пройти общий курс физики Сдать экзамены за 1 – 3 курсы и прослушать курс физики твердого тела Стать бакалавром, поступить в магистратуру и прослушать спецкурс по спинтронике Написать литературный обзор и защитить кандидатскую диссертацию НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Метапредметный подход к этой задаче Найти интересный вопрос, с которого должны начаться размышления школьников Сколько стоит спиновая квантовая точка из графена? НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Метапредметный подход к этой задаче Ввести понятия электрона и ядра за счет смены идеальных представлений о них как волнах материи или как о частицах Дж. Томсон Н. Бор Л. де Бройль Э. Шредингер НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Построить модель спина электрона и ядра исходя из введенных понятий Спин – собственный момент импульса Спин – показатель обменного взаимодействия НИИ ИСРОО Метапредметный подход к этой задаче © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Сформулировать способ связи разных видов движения и зарядов электронов и ядер и видов взаимодействий в веществе Радиальное (поступательное) Угловое (вращательное) Электрический заряд Кулоновская корреляция СпинОбменноеСпин- орбитальное Магнитный моментСпин-спиновое дипольное Спин- орбитальное Метапредметный подход к этой задаче НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Нарисовать схему передачи спин-спинового и обменного взаимодействий в разных веществах, например, в графене Метапредметный подход к этой задаче НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Что владение этими новыми знаниями дает школьникам? Классическая физика магнетизма Полупроводниковые технологии Спинтроника Российская школа Инновационный центр «Сколково» Министерство обороны США НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Какие курсы, подобные описанному, мы уже проводили? Понятие валентности. Построение понятия в рамках категорий состав, структура и процесс. От представления о валентности в химии XVIII века к структурной химии и далее к химии гипервалентных соединений Идеализация жидкости. Смена различений (смесь – соединение; газ – кристалл; хаос – когерентность) позволяет ввести разные теории жидкостей и растворов Модель самоорганизации. За счет моделирования взаимодействия в магнитомеханических (маятники) и физико-химических (растворы) системах строится модель самоорганизации систем с обратными связями НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Обучение метапредмету «Знание» на естественнонаучном материале Тема курсаМетапредметная технология Предметные области Можно ли планировать научные открытия? Мое личное знание Физика, химия, биология, история, обществознание Явление сверхпроводимости Знание о незнании Физика, химия Мельчайшая ячейка вещества Системно- типологическое понятие Физика, химия Есть ли внеземная жизнь? Работа с различениями Биология, физика, химия НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Обучение метапредмету «Проблема» на естественнонаучном материале Тема курсаМетапредметная технология Предметные области Парадокс Эйнштейна – Подольского - Розена Проблематизация на основе критического эксперимента Физика, информатика Возможно ли регенерировать потерянные органы? Проблема как граница применимости модели Биология, химия, информатика Существует ли симметрия Вселенной? Проблематизация законов результатами экспериментов Физика, химия, геометрия, астрономия НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Обучение метапредмету «Знак» на естественнонаучном материале Тема курсаМетапредметная технология Предметные области Типы химических формул Эпистемическая проработка картинки Химия, физика, геометрия, алгебра Как выглядит внеземная жизнь? Категориальная проработка картинки Биология, химия, физика, астрономия, география Как искать месторождения полезных ископаемых на Луне? Схема как обнаружение способа География, физика, химия, биология, астрономия НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Обучение метапредмету «Задача» на естественнонаучном материале Тема курсаМетапредметная технология Предметные области Как дистанционно исследовать атмосферу других планет? Построение способа на основе модели Химия, физика, география, астрономия Как заранее предсказывать стихийные бедствия? Построение моделейГеография, физика, астрономия К какому классу живых систем отнести вирусы? Рефлексия и перепроектирование способа Биология, химия НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Существуют ли учебные пособия по метапредметам? Динамика Аристотеля – динамика Галилея. Проблема как столкновение онтологий и выход на новую физическую онтологию. Физика Химическая реакция – результат столкновения молекул или обмен квантами света? Митогенетическое излучение и фотоника. Химия. Биология Какова геометрия атомного ядра? Химия. Физика Катализ – химическое или физическое явление. Химия. Физика Понятие функции. Алгебра. Геометрия. НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010

Спасибо за внимание! НИИ ИСРОО © И.С. Чаусов, НИИ ИСРОО, 2010