close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Формирование экологической культуры школьников в процессе обучения математике

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ДЮКИНА Наталья Геннадиевна
ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ
ШКОЛЬНИКОВ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ
МАТЕМАТИКЕ
13.00.02 – Теория и методика обучения и воспитания
(математика, уровень общего образования)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Екатеринбург – 2018
Работа выполнена на кафедре математики и информатики
ФГБОУ ВО «Глазовский государственный педагогический институт
им. В.Г. Короленко»
Научный руководитель:
доктор педагогических наук, профессор
Казаринов Анатолий Сергеевич
Официальные оппоненты:
Подходова Наталья Семеновна, доктор педагогических наук,
профессор, ФГБОУ ВО «Российский государственный педагогический
университет им. А.И. Герцена», профессор кафедры методики обучения
математике и информатике
Блинова Татьяна Леонидовна, кандидат педагогических наук, доцент,
ФГБОУ ВО «Уральский государственный педагогический университет»,
доцент кафедры высшей математики и методики обучения математике
Ведущая организация:
ФГБОУ
ВО
«Красноярский
университет им. В.П. Астафьева»
государственный
педагогический
Защита состоится «29» июня 2018 года в 17.00 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.283.04, созданного на базе ФГБОУ ВО
«Уральский государственный педагогический университет» по адресу:
620075, г. Екатеринбург, ул. К. Либкнехта, д. 9 а, ауд. I.
С диссертацией можно ознакомиться в диссертационном зале
информационно-интеллектуального центра – научной библиотеки
ФГБОУ ВО «Уральский государственный педагогический университет» и
на сайте Уральского государственного педагогического университета
http://science.uspu.ru
Автореферат разослан «30» апреля 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета
Воронина Людмила
Валентиновна
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Стратегия экологической безопасности
Российской Федерации на период до 2025 года предусматривает экологическое образование и просвещение населения как одно из направлений обеспечения экологической безопасности страны. Процесс обучения в образовательных учреждениях должен быть направлен на формирование экологически ответственной личности учащегося. Вопросы формирования экологической культуры, экологического образования необходимо включить в федеральные и региональные программы. Все это подчеркивает необходимость
решения проблемы формирования экологической культуры, развития экологического образования учащихся в условиях реализации Федерального
образовательного стандарта основного общего образования (ФГОС ООО).
В соответствии с ФГОС ООО экологическое образование должно осуществляться в контексте изучения всех школьных дисциплин, в том числе и
математики, на всех уровнях общего образования через урочную и внеурочную деятельность. С другой стороны, в базисных учебных планах образовательных учреждений предмет «Экология» не является обязательным и относится к части, формируемой участниками образовательного процесса. Все
это, безусловно, указывает на актуальность темы исследования.
В решение проблемы формирования экологической культуры учащихся
важный вклад внесли С. Н. Глазычев, Е. Н. Дзятковская, А. Н. Захлебный,
И. Д. Зверев, Д. С. Ермаков, Л. В. Моисеева. Ими обоснованы принципы,
цели, задачи, формы организации и методы экологического образования,
разработаны основы его содержания, определены условия реализации идей
экологического образования. В исследованиях С. Д. Коробкова, Ё. Г. Нуралиева, К. А. Калустьянц раскрываются методические аспекты формирования экологической культуры школьников в учреждениях дополнительного и
общего образования в процессе проектно-исследовательской, учебной,
внеучебной деятельности. Значительное число работ посвящено формированию экологической компетенции как составляющей экологической культуры учащихся в процессе изучения естественнонаучных дисциплин на основе информационных технологий (Г. М. Галиева), в процессе обучения
биологии (Г. Н. Хомяк), физике (В. К. Назаров), химии (С. А. Павлова). Исследования А. П. Грачевой, П. В. Зуева, С. С. Салаватовой, Е. Ю. Шуляренко рассматривают возможности различных школьных дисциплин для формирования здорового образа жизни школьников как части экологической
культуры, что, безусловно, указывает на актуальность темы исследования.
Но вопросы экологической культуры школьников в процессе обучения математике в основной школе, в том числе и с применением информационнообразовательной среды, требуют дополнительного исследования.
В содержании школьных учебных дисциплин, в том числе и математики,
может и должно отражаться реальное состояние экологической обстановки
страны, и в том числе региона проживания школьника. Его изучение позво3
лит, как указано во ФГОС ООО, обеспечить формирование представлений о
математике как универсальном языке науки, разрешающем описывать и изучать реальные процессы и явления и ознакомить учащихся с вопросами охраны природы, рационального использования природных ресурсов региона.
В данном исследовании мы придерживаемся определения А. Н. Захлебного: «Под экологической культурой понимается утверждение в сознании и
деятельности человека принципов природопользования, обладание навыками
и умениями решать социально-экономические задачи без ущерба для окружающей среды и здоровья людей. Формирование экологической культуры
представляет сложный процесс становления человека как социального существа, направленный на перестройку, создание новой системы ценностей,
отказ от потребительского подхода к природе, формирование у человека
умения соизмерять свои потребности с возможностями природы».
Анализ нормативных документов, научной, методической и учебной
литературы позволил выявить следующие противоречия:
 на научно-педагогическом уровне – между значимостью формирования экологической культуры средствами каждого учебного предмета, в
том числе и математики, и недостаточной разработанностью необходимых
теоретических основ;
 на научно-методическом уровне – между возможностью формирования экологической культуры школьников в процессе обучения математике и недостаточностью разработки современных средств обучения математике для ее развития.
Необходимость разрешения указанных противоречий обусловливает
актуальность диссертационного исследования, а также определяет его
проблему: как в процессе обучения математике формировать
экологическую культуру обучающихся?
Актуальность проблемы послужила основанием для выбора темы
нашего исследования – «Формирование экологической культуры школьников в процессе обучения математике».
Объект исследования – процесс обучения математике учащихся в основной общеобразовательной школе.
Предмет исследования – формирование экологической культуры учащихся в процессе обучения математике.
Цель исследования состоит в теоретическом обосновании, разработке и реализации методики обучения математике, применение которой обеспечит успешное формирование экологической культуры у учащихся основной школы.
Гипотеза исследования – в процессе обучения математике экологическая
культура у школьников в основной школе будет формироваться успешно, если:
 использовать математические задачи с экологическим содержанием, в том числе и отражающие региональные экологические проблемы, связанные с применением знаний в жизненных ситуациях;
 ввести элективный курс по математике, который базируется на использовании информационных дистанционных ресурсов, содержащих экологиче4
ские знания (вопросы охраны природы, рационального природопользования) и
достоверные сведения об экологических проблемах региона;
 во внеурочной работе по математике использовать проектный метод и проведение экскурсий для ознакомления с работой специалистов, деятельность которых связана с математическими расчетами в профессиональной экологической деятельности.
Критерий успешности процесса формирования экологической культуры при обучении математике:
1) сформированность компонентов экологической культуры у школьников;
2) достижение учащимися предметных, метапредметных и личностных результатов согласно ФГОС ООО по математике.
С учетом темы, цели, объекта и предмета исследования определены задачи исследования:
1. На основе анализа психолого-педагогической и методической литературы определить современное состояние проблемы развития экологической
культуры и ее формирования у школьников в процессе обучения математике.
2. Выделить компоненты экологической культуры и разработать критерии их сформированности.
3. Разработать структурно-логическую модель формирования экологической культуры учащихся в процессе обучения математике.
4. На основе предложенной модели разработать методику обучения
математике, использование которой повысит уровень экологической культуры школьников 5-6-х классов в процессе обучения математике.
5. Экспериментально проверить результативность разработанной методики в процессе обучения математике в основной школе.
Теоретико-методологические основы исследования составляют:
 работы в области метапредметного подхода к организации учебного
процесса (Н. В. Громыко, Ю. В. Громыко, А. В. Хуторской); культурологического подхода к обучению (И. Ф. Исаев, Т. И. Пороховская); личностноориентированного подхода к обучению (В. В. Сериков, И. С. Якиманская);
 теория по экологическому образованию и воспитанию учащихся
(Е. Н. Дзятковская, А. Н. Захлебный, Д. С. Ермаков, Л. В. Моисеева,
И. Т. Суравегина);
 труды по методике обучения математике (И. Г. Липатникова,
А. Г. Мордкович, Г. И. Саранцев);
 работы в области информационно-коммуникационных технологий
(А. Г. Гейн, М. В. Лапенок, И. Г. Семакин);
 теория педагогического эксперимента и статистической обработки
результатов (А. С. Казаринов, Д. А. Новиков, Б. Е. Стариченко).
Для реализации цели и задач исследования использовались следующие
методы исследования: теоретические (анализ научно-педагогической литературы, нормативных документов, педагогическое моделирование); эмпи-
5
рические (наблюдение, анкетирование, тестирование); статистические методы обработки экспериментальных данных.
Научная новизна исследования:
 в отличие от ранее выполненных педагогических исследований, посвященных формированию экологической культуры у школьников в учебной деятельности при изучении профилирующего предмета (О. Н. Медникова) или в учреждениях дополнительного образования (С. Д. Коробков), в
настоящей работе применен метапредметный подход и решена задача формирования экологической культуры школьников в процессе обучения математике в основной школе с учетом специфики учебного предмета;
 разработана методика обучения математике, направленная на формирование экологической культуры учащихся, с учетом принципов региональности,
целостности, системности, преемственности, метапредметности, культуросообразности и междисциплинарности. Реализация принципа региональности, как
особо значимого для нашего исследования, предполагает связь школьного курса
математики с решением экологических проблем окружающей природной среды;
 разработан элективный курс «Экология в математике», реализуемый с
использованием программного обеспечения информационно-образовательной
среды «Moodle», который включает математические задачи, содержащие экологические знания (вопросы охраны природы, рационального природопользования) и официальные сведения об экологических проблемах региона.
Теоретическая значимость исследования:
 обоснована
необходимость
и
возможность
формирования
экологической культуры школьников в процессе обучения математике на
основе использования метапредметного подхода;
 построена структурно-логическая модель формирования экологической культуры школьников в процессе обучения математике, основанная на
принципах региональности, целостности, системности, преемственности, метапредметности, культуросообразности и междисциплинарности. Реализация
принципа региональности позволит воспринимать учащимися экологические
проблемы как личные, отражающиеся на их здоровье, качестве жизни, и побуждать у них желание принимать активное участие в их решении;
 определены и научно обоснованы компоненты экологической культуры:
когнитивный,
мотивационно-ценностный,
деятельностнопрактический. Выделены уровни их сформированности (низкий, средний,
высокий) с учетом разработанных показателей формирования экологической культуры (экологические знания о природе, мотивационно-ценностное
отношение «человек-природа» и природосообразная деятельность).
Практическая значимость исследования состоит в том, что теоретические результаты доведены до уровня практического применения и внедрены в учебный процесс:
6
 сборник математических задач с экологическим содержанием, составленный на основе фактических данных экологического портала Удмуртской Республики;
 элективный курс «Экология в математике» с дистанционным ресурсом, разработанный с использованием программного обеспечения информационно-образовательной среды «Moodle»;
 методические рекомендации для учителей общеобразовательных
учреждений по формированию экологической культуры обучающихся в
процессе обучения математике.
Обоснованность и достоверность научных результатов и выводов
обеспечиваются опорой на фундаментальные работы в области педагогики,
теории и методики обучения математике в школе, внутренней непротиворечивостью логики исследования, использованием адекватных статистических
методов обработки результатов педагогического эксперимента.
Апробация и внедрение результатов исследования.
Материалы диссертационной работы обсуждались на научнопрактических конференциях международного уровня: «Духовно-нравственное
воспитание в современном образовательном пространстве» (Стерлитамак,
2011), «Теоретические и методологические проблемы современного образования» (Москва, 2011), «Традиционные и инновационные технологии воспитания в образовательном процессе» (Глазов, 2011), «Актуальные проблемы
права в эпоху инновационного развития России» (Самара, 2013),
«Wyksztalceniei nauka bez granic – 2013» (Прага, 2013), «Advances in Science
and Technology» (Москва, 2017), «Экологическое образование, воспитание и
просвещение» (Биробиджан, 2017); всероссийского уровня: «Развитие познавательной активности обучающихся в инновационной образовательной
среде» (Киров, 2011), «Социально-правовые, экономические и психологопедагогические аспекты формирования экологической культуры молодежи»
(Москва, 2012), «Всероссийский молодежный форум «Я – молодой ученый»» (Уфа, 2013), «Инновационные технологии в профессиональном образовании» (Грозный, 2015); регионального уровня: «Научно-технические и
социально-экономические проблемы регионального развития» (Глазов,
2012, 2013, 2014, 2015), «Республиканская научно-практическая конференция «Национально-региональное направление: инновации, исследования,
опыт»» (Ижевск, 2013).
Основное содержание диссертационного исследования изложено в 18
публикациях, в том числе 4 в ведущих научных журналах и изданиях,
включенных в реестр ВАК МОиН РФ.
Результаты исследования были использованы в учебном процессе общеобразовательных учреждений Удмуртской Республики: МБОУ «Средняя
общеобразовательная школа № 4» (г. Глазов), МБОУ «Гимназия № 8»
(г. Глазов), МКОУ «Кожильская средняя общеобразовательная школа сельскохозяйственного направления» (Глазовский район).
7
Организация и этапы исследования.
Исследование проводилось в три взаимосвязанных этапа с 2011 по 2017 годы.
На первом этапе исследования (2011 – 2012 гг.) в условиях констатирующего эксперимента проводилось изучение психолого-педагогической, научнометодической литературы, нормативных документов по проблеме исследования, были определены методологические основы исследования и разработаны
основные теоретические положения, сформулирована гипотеза исследования.
На втором этапе (2013 – 2014 гг.) разрабатывались структурнологическая модель формирования экологической культуры обучающихся в
процессе обучения математике, методика формирования экологической
культуры обучающихся 5-6 классах, средства формирования экологической
культуры. Определены способы диагностики уровня формирования экологической культуры, фактический уровень формирования экологической
культуры у учащихся 5-6 классов посредством входной диагностики.
На третьем этапе (2015 – 2017 гг.) был организован и проведен педагогический эксперимент, в ходе которого была проверена гипотеза исследования, обобщены результаты работы и сформулированы основные выводы.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Содержание предметной области «Математика» имеет свои специфические возможности и значительный дидактический потенциал для формирования экологической культуры школьников. Ее методы и средства позволяют осуществить количественный анализ реального состояния природных объектов и явлений, последствий практической деятельности человека
в природном и социальном окружении. Математические задачи с экологическим содержанием позволяют формировать когнитивный, мотивационноценностный и деятельностно-практический компоненты экологической
культуры учащихся.
2. Основой для построения методики обучения математике может служить структурно-логическая модель формирования экологической культуры, содержащая целевой, процессуально-содержательный и оценочный блоки и основанная на принципах региональности, целостности, системности,
преемственности, метапредметности, культуросообразности и междисциплинарности. При этом принцип региональности, являяясь особо значимым,
предполагает связь школьного курса математики с экологией природной
среды региона проживания учащихся.
3. Средствами процесса обучения математике на основе метапредметного подхода, направленного на формирование экологической культуры
учащихся основной школы, могут являться:
 математические задачи с экологическим содержанием, в том числе
и отражающие региональные экологические проблемы, которые используются как для достижения предметных результатов обучающихся, так и для
формирования представлений о математике как одной из составляющих
общечеловеческой культуры, позволяющей описывать и изучать явления
окружающей среды;
8
 дистанционный ресурс для элективного курса «Экология в математике», который предназначен для формирования экологической культуры,
содержит основные прикладные математические знания (использование
математических расчетов при решении вопросов охраны природы, рационального природопользования) и достоверные сведения об экологических
проблемах региона;
 внеурочные мероприятия по математике (экскурсии, проектная деятельность и др.) с привлечением специалистов, работа которых заключается в
математических расчетах в профессиональной экологической деятельности.
4. Применение методики обучения математике, разработанной на основе предложенной структурно-логической модели, позволяет повысить уровень сформированности компонентов экологической культуры учащихся
основной школы.
5. В качестве показателей уровня формирования компонентов экологической культуры могут быть использованы экологические знания, мотивационно-ценностное отношение «человек-природа» и природосообразная
деятельность. Они позволяют объективно осуществить диагностику сформированности у обучающихся когнитивного, мотивационно-ценностного и
деятельностно-практического компонентов экологической культуры.
Структура и объем диссертации. Структура диссертации обусловлена
логикой проведенного исследования и содержит введение, три главы и библиографический список.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность исследования, формулируются его цель и гипотеза, приводятся этапы и логика исследования, раскрываются научная новизна, теоретическая и практическая значимость исследования, формулируются основные положения, выносимые на защиту.
В первой главе «Теоретические основы формирования экологической
культуры учащихся» на основе анализа проблем экологического образования учащихся обоснована необходимость и возможность формирования
экологической культуры школьников в процессе обучения математике, приведена структурно-логическая модель формирования экологической культуры школьников в процессе обучения математике.
Необходимость формирования экологической культуры школьников
при изучении различных школьных дисциплин в настоящее время отражена
в требованиях к результатам освоения образовательных программ основного общего образования на личностном и на метапредметном уровнях.
Поиск оптимального пути формирования экологической культуры
школьников был осуществлен в соответствии с требованиями ФГОС ООО к
структуре основной образовательной программы основного общего образования, в которых указано, что в образовательной программе должно быть
9
предусмотрено формирование экологической культуры школьников как
одно из направлений программы воспитания и социализации.
Анализ работ С. Н. Глазачева, Е. Н. Дзятковской, Н. С. Дежниковой,
С. Д. Дерябо и практики работы школ показал, что в образовательных
учреждениях реализованы различные варианты экологического просвещения учащихся:
1) изучение экологии как самостоятельного предмета в составе школьного или регионального компонента;
2) экологизация основных школьных дисциплин по общеобразовательным предметам, при этом каждая дисциплина вносит свой «вклад» в общую
систему экологических знаний;
3) элективное или факультативное изучение экологических спецкурсов.
Учебная дисциплина «Математика» обладает дидактическими возможностями для осуществления количественного анализа реального состояния
природных объектов, явлений, последствий практической деятельности человека в природном и социальном окружении. В связи с этим появляется
необходимость в разработке и реализации методики обучения математике,
направленной на формирование экологической культуры школьников.
На основании работ М. Д. Зверева, Д. Н. Кавтарадзе, В. Г. Кезина,
Л. В. Моисеевой были выделены компоненты экологической культуры, формирование которых должно быть осуществлено в процессе обучения математике:
− когнитивный компонент, который отражает наличие системы знаний о законах природы, о взаимодействии человека и окружающей природной средой;
− мотивационно-ценностный компонент, который характеризуется
эстетическими и нравственными чувствами любви к природе и ответственности за ее состояние;
− деятельностно-практический компонент, который проявляется в
целенаправленной непрагматической деятельности школьника при взаимодействии с окружающей природной средой.
При отборе содержания экологических знаний и умений учащихся в
процессе обучения математике для формирования выделенных компонентов
должно быть предусмотрено следующее:
 обеспечение целостных представлений о биосфере;
 раскрытие связей между деятельностью человека и природой;
 ознакомление с возможными путями оптимизации системы «человек – природа – общество».
В диссертации обосновано, что формирование экологической культуры
школьников в процессе обучения математике возможно осуществить без
нарушения учебной программы по математике.
Средствами формирования экологической культуры школьников в процессе обучения математике могут являться математические задачи с
экологическим содержанием, выполняющие информативную, оценочную и
регулятивную функции, элективный курс «Экология в математике» с использо10
ванием дистанционного ресурса, разработанного в среде «MOODLE», и внеурочная деятельность по математике экологической направленности с
привлечением специалистов, работа которых заключается в математических
расчетах в экологической деятельности.
Для разработки методики обучения математике, направленной на формирование экологической культуры учащихся, выделены следующие подходы: личностно-ориентированный, культурологический и метапредметный. В соответствии с ними определены принципы обучения: целостности,
системности, преемственности, культуросообразности, метапредметности,
междисциплинарности и региональности. Принцип региональности, как
особо значимый для нашего исследования, предполагает связь школьного
курса математики с экологическими проблемами региона проживания
школьника. Были выбраны методы и формы обучения с использованием
выше описанных средств формирования экологической культуры школьников в процессе обучения математике.
В результате было осуществлено построение структурно-логической
модели формирования экологической культуры школьников 5-6-х классов в
процессе обучения математике, которая представлена целевым, процессуально-содержательным и оценочным блоками (рис. 1).
Во второй главе «Методика формирования экологической культуры
учащихся в процессе обучения математике» приводится описание методики
обучения математике, направленной на формирование экологической культуры школьников.
Основным средством формирования экологической культуры в процессе
обучения математике является задача с экологическим содержанием. Под задачей с экологическим содержанием понимается задача, содержащая достоверные сведения об охране природной и окружающей среде, решаемая математическими методами. В содержание задачи могут быть включены экологические
сведения (вопросы охраны природы, рационального природопользования и
др.), основанные на реальных данных региона проживания школьников.
Анализ учебников по математике для 5-6-х классов с точки зрения
применения задач с экологическим содержанием показал, что в каждом из
них представлено не более двух таких задач. Было доказано, что количество
указанных задач может и должно быть увеличено.
В связи с этим, были определены следующие требования к математическим задачам, которые используются в процессе обучения математике для
формирования экологической культуры учащихся:
− задачи с экологическим содержанием должны соответствовать школьному курсу математики и не должны противоречить логике его изложения;
− математические задачи должны содержать достоверные статистические данные о состоянии и об охране окружающей среды;
– сюжеты и результаты решения этих задач должны обеспечивать формирование когнитивного, мотивационно-ценностного, деятельностнопрактического компонентов экологической культуры.
11
ЦЕЛЕВОЙ БЛОК
ПРОЦЕССУАЛЬНО-СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ БЛОК
Цель – формирование экологической культуры школьников в процессе обучения математике.
Планируемые образовательные результаты:
Предметные – развитие умений работать с учебным математическим текстом,
точно и грамотно выражать свои мысли с применением математической терминологии и символики.
Метапредметные – формирование и развитие экологического мышления,
умение применять его в познавательной, коммуникативной, социальной практике и профессиональной ориентации.
Личностные – формирование основ экологической культуры, соответствующей современному уровню экологического мышления, развитие опыта экологически ориентированной рефлексивно-оценочной и практической деятельности в жизненных ситуациях.
Задачи обучения:
1. Образовательная: овладение математическими знаниями и умениями при
решении задач с экологическим содержанием.
2. Развивающая: формирование целостного представления у школьников о месте
человека в окружающей природной среде и его влияния на нее.
3. Воспитательная: формирование ответственного отношения к природной
среды.
Этапы обучения математике: пропедевтический – 5 класс, базовый – 6 класс
Подходы:
личностно- Принципы: региональности, целостности, сиориентированный,
мета- стемности, преемственности, культуросообразпредметный, культуроло- ности, метапредметности, междисциплинарногический.
сти.
Основные темы школь- Основные темы экологического содержания:
ного курса математики 5- Социально-экономическая обстановка в Удмуртской Республике. Влияние экологических
6 классов:
Натуральные числа и дей- факторов среды обитания на здоровье населествия над ними, обыкно- ния.
Экологическая
безопасность
особо
венные и десятичные дро- охраняемых природных территорий. Воздейби, проценты, преобразо- ствие отраслей производства на окружающую
вание буквенных выраже- среду. Экологическая обстановка в городах и
ний, проценты, круговые и районах Удмуртской Республики. Влияние экостолбчатые
диаграммы, логических факторов на сохранение окружаюматематика вокруг нас.
щей среды.
Требования к математическим задачам, применяемым в процессе обучения:
- задачи с экологическим содержанием должны соответствовать школьному
курсу математики и не должны противоречить логике его изложения;
- содержание математических задач должно включать достоверные статистические данные о состоянии и об охране окружающей среды;
- сюжеты и результаты решения этих задач должны быть направлены на формирование
когнитивного,
мотивационно-ценностного,
деятельностнопрактического компонентов экологической культуры.
Функции математических задач в процессе формирования экологической
культуры: информативная, оценочная, регулятивная.
12
ОЦЕНОЧНЫЙ БЛОК
Методы:
беседа, Форма
Средства обучения: ИКТ, задачи по
объяснение, иллю- обучения:
математике с экологическим содержастрация,
демон- урочная,
нием, элективный курс «Экология в
страция, наблюде- внеурочная. математике», внеурочные мероприятия
ния, экскурсия.
по математике экологической тематики.
Процессуальный компонент процесса обучения:
 использование на уроках математики задач с экологическим содержанием,
связанным с региональными экологическими данными;
 применение дополнительных информационных дистанционных ресурсов,
содержащие прикладные экологические знания (вопросы охраны природы,
рационального природопользования) и достоверные сведения об экологических проблемах региона, для самостоятельной работы по математике;
 организация внеурочных мероприятий по математике экологической тематики с привлечением специалистов, деятельность которых связана с математическими расчетами в профессиональной экологической деятельности, проектная деятельность.
Результат: повышение уровня экологической культуры учащихся, мотивации
к изучению математики, овладение математическими знаниями.
Критерий успешности реализации разработанной методики:
1) сформированность компонентов экологической культуры у личности учащихся;
2) достижение учащимися предметных, метапредметных и личностных результатов согласно ФГОС по математике
Компоненты эколо- Уровни сформи- Показатели
формирования
гической культуры:
рованности ком- экологической культуры:
Когнитивный.
понентов экологи- 1. Экологические знания о природе.
Мотивацинно2. Мотивационно-ценностное
ческой культуры:
ценностный.
Низкий.
отношение «человек-природа».
Средний.
Деятельностно3. Природосообразная деятельпрактический.
Высокий.
ность.
Рис. 1. Структурно-логическая модель формирования
экологической культуры учащихся в процессе обучения математике
В процессе исследования было обосновано, что задачи с экологическим
содержанием должны выполнять следующие функции: информативную,
оценочную и регулятивную.
Математические задачи, выполняющие информативную функцию,
представляют собой задачи, процесс решения которых позволяет обучающимся приобрести экологические знания и ознакомиться с проблемами,
связанными с экологической обстановкой не только региона, но и за его
пределами. При этом формируется когнитивный компонент экологической
культуры. Приведем пример.
Задача. В 2006 году на территории Удмуртской Республики было образовано 676 789,73 т отходов, в 2011 году – 1616458,3 т отходов. Найти:
а) на сколько тонн в среднем увеличивалось количество отходов в Удмур13
тии?; б) на сколько процентов возросли отходы с 2006 по 2011 годы? Какие
бы Вы приняли меры для предотвращения повышения количества отходов?
Математические задачи, выполняющие оценочную функцию, содержат
информацию, на основании которой ученик оценивает реальные экологические ситуации, делает выводы о проблеме, описанной в задаче, и обсуждает
возможные варианты ее решения. Это позволит ему ознакомиться с влиянием экологических факторов среды обитания на здоровье населения. При
этом формируется мотивационно-ценностный компонент экологической
культуры. Приведем пример.
Задача. Общий выброс загрязняющих веществ в атмосферу Глазова
стационарными источниками составил 4,233 тыс. т. Из них основной объем загрязняющих веществ дает ОАО «Чепецкий механический завод» и составляет 64,1%. Сколько тонн загрязняющих веществ выбрасывает в атмосферный воздух ОАО «Чепецкий механический завод»? Сколько гектаров
еловых насаждений требуется для компенсации такой загрязненности,
если 1 га еловых насаждений может задерживать в кронах 32 тыс. т пыли
в год? Сделайте вывод о достаточности подобных компенсаций загрязнения воздуха.
Математические задачи, выполняющие регулятивную функцию, позволяют формировать такие нравственные убеждения, которые оказывают существенное влияние на поведение школьника в природной окружающей
среде региона его проживания. При решении этих задач формируется деятельностно-практический компонент экологической культуры.
Задача. Количество израсходованных и сданных в утиль алкалиновых
пальчиковых батареек учащимися МБОУ «Гимназия № 8» в 2015 г. составило 350 штук, в 2016 г. – 400 штук. Постройте столбчатую диаграмму,
отражающую количество сданных батареек учащимися в 2015 г. и 2016 г.
(Считать одну клеточку за 50 штук ). Сколько сохранено учащимися чистой воды и незагрязненной почвы за два года, если одна такая использованная батарейка, брошенная в обычный мусорный контейнер, может загрязнить вредными веществами 400 литров воды и 20 м 2 почвы? А сколько
батареек Вы сдали в специализированные пункты приема в текущем году?
В диссертации приведен и подробно описан комплекс математических
задач с экологическим содержанием с различными основными функциями
при формировании когнитивного, мотивационно-ценностного и деятельностно-практического компонентов экологической культуры.
В формировании экологической культуры школьников большее значение имеет элективный курс «Экология в математике» для учащихся 5-х
классов, разработанный дополнительно к основному курсу математики, поэтому тематическое планирование курса включает основные разделы
школьного курса математики («Натуральные числа», «Обыкновенные и десятичные дроби», «Проценты» и т. д.). Элективный курс предусматривает
урочную и внеурочную деятельность учащихся. На уроке учащиеся решают
математические задачи с экологическим содержанием, при этом они могут
14
использовать специально созданный для реализации элективного курса дистанционный ресурс. Он включает математические задачи, в содержание
которых включены сведения об охране природы, рационального природопользования и т. п., в том числе и официальные данные об экологических
проблемах региона. Внеурочная деятельность учащихся представлена их
самостоятельной работой по выполнению домашнего задания с применением дистанционного ресурса, при этом школьники имеют возможность обмениваться результатами своей работы, консультироваться с учителем в
режиме online и offline.
В процессе разработки методики обучения математике, направленной на
формирование экологической культуры учащихся, в условиях внеурочной деятельности учащихся были выделены следующие средства ее реализации:
− экскурсии по экологической тематике с привлечением специалистов, работа которых заключается в математических расчетах экологических показателей в профессиональной экологической деятельности;
− внеклассные воспитательные мероприятия, объединенные тематикой «Математический мир экологии»;
− проектная деятельность по математике, связанная с экологической
тематикой.
Отбор содержания внеклассных мероприятий, в том числе и для экскурсий, производился с учетом учебной программы по математике. При
решении задач во внеурочное время учащиеся могут воспользоваться соответствующей дополнительной литературой или обратиться к дистанционному ресурсу. Эта работа учитывалась при подведении итогов и выставлении общей оценки по математике в конце четверти, учебного года.
В диссертации в качестве примера подробно описана методика и организация проведения экскурсии на очистные сооружения МУП «Водоканал
г. Глазова» для учащихся 5-6-х классов МКОУ «Кожильской средней общеобразовательной школы сельскохозяйственного направления». Основная
цель этой экскурсии заключалась в ознакомлении учащихся с практическим
применением математических расчетов в деятельности экологов. Во время
экскурсии дети увидели реальный процесс очистки воды на каждом этапе:
от грязной, сильно пахнущей, до кристально чистой. Также школьники познакомились с работой специалистов, профессиональная экологическая деятельность которых связана с математикой. В ходе экскурсии школьники на
основании экологических реальных сведений с помощью математических
вычислений произвели расчеты некоторых экологических показателей
(концентрации активного ила для биологической очистки определенного
объема сточных вод, возраста активного ила и др.).
Полученные школьниками результаты комментировались экологом
предприятия. В результате учащиеся сами определили наличие экологической проблемы в г. Глазове – проблемы очистки воды.
В качестве примера воспитательного мероприятия в диссертации рассмотрено проведение классного часа «Математический мир экологии» с при15
глашением эколога, ведущего инженера по охране окружающей среды ООО
УМЦ «Компас» (г. Глазов). Цель внеклассного мероприятия − раскрытие значимости использования методов математики в деятельности экологов.
Школьников ознакомили с понятиями, которые используются в экологической деятельности (отходы, классы опасности отходов, паспорт отходов
и т. д.). Школьниками была составлена таблица «Что находится в нашем
мусорном ведре?». Обсуждение результатов привело учащихся к выводу:
большая часть мусора может быть вторично переработана.
Далее учащимся было предложено решить задачу на вычисление для
своей школы и своей семьи норматива образования бытового несортированного мусора за год. Результаты расчетов было рекомендовано сравнить с
объемом железнодорожного вагона с учетом плотности мусора 200 кг / м 3.
Ознакомление школьников с нормативными документами по срокам
разложения бытовых отходов (например, пластиковых бутылок – 180 лет) и
результаты произведенных ими расчетов оказали на них колоссальное эмоциональное воздействие, что привело к возникновению у них желания
участвовать в природосообразной деятельности.
В диссертации приведена методика использования проектного метода в
процессе обучения математике. Примером может служить проект «Сравнить степень загрязненности атмосферного воздуха на различных улицах
г. Глазова».
Учащимися после обсуждения был создан план проектной деятельности и определены методы его реализации. Было предложено провести
наблюдение на выбранных участках дорог, которое заключалось в подсчете
количества легковых и грузовых машин, проходящих за определенное время. В соответствии с нормативными документами были произведены математические расчеты для определения выброшенных вредных веществ в атмосферу и сделаны выводы об их негативном влиянии на окружающую среду и здоровье человека. При этом они предлагали пути по очищению атмосферного воздуха, в том числе перед домом и школой, а также отметили
необходимость своего участия в озеленении этой территории.
Использование предложенных средств обучения позволяет обеспечить
повышение уровня экологической культуры школьников (метапредметный
результат), мотивации к обучению математике (личностный результат), математическую подготовку учащихся (предметный результат).
В третьей главе «Педагогический эксперимент и его результаты»
представлены цель, задачи педагогического эксперимента, его этапы (констатирующий, поисковый и формирующий), проанализированы полученные
результаты.
Цель педагогического эксперимента заключалась в проверке гипотезы
проведенного исследования, которое проводилось в три взаимосвязанных
этапа с 2011 по 2017 годы. Базой исследования являлись: МБОУ «Средняя
общеобразовательная школа № 4» г. Глазов, МБОУ «Гимназия № 8» г. Глазов, МКОУ «Кожильская средняя общеобразовательная школа сельскохо16
зяйственного направления» Глазовский район. В работе принимали участие
20 учителей и 229 учащихся школ.
На констатирующем этапе (2011-2012 гг.) с целью подтверждения актуальности исследования и выявления проблемы формирования экологической культуры школьников 5-6-х классов в процессе обучения математике
было проведено анкетирование среди учителей школ, которое показало, что
они не проводят систематическую работу по формированию у учащихся
экологической культуры. Тем не менее, учителя указывают на необходимость формирования экологической культуры. В результате был сделан вывод о возможности формирования экологической культуры у учащихся в
процессе обучения математике. Наблюдения за деятельностью учащихся и
проведение анкетирования среди них подтвердили необходимость разработки специальных средств обучения математике для повышения уровня
экологической культуры школьников.
На поисковом этапе эксперимента (2013-2014 гг.) было осуществлено
построение структурно-логической модели формирования экологической
культуры школьников в процессе обучения математике и выделены компоненты экологической культуры: когнитивный, мотивационно-ценностный,
деятельностно-практический. На основе этой модели разработана методика
обучения математике, применение которой обеспечит формирование экологической культуры школьников. Уточнялся характер и содержание экспериментальных материалов, осуществлялся выбор эффективных методов,
форм, средств формирования экологической культуры при реализации
урочной и внеурочной учебной деятельности.
На этапе поискового эксперимента были разработаны математические
задачи с экологическим содержанием, в том числе и отражающие региональные экологические проблемы, по основным разделам школьного курса
математики.
Разработан элективный курс «Экология в математике» для учащихся 5-х
классов. Для его реализации создан дистанционный ресурс на основе программного
обеспечения
информационно-образовательной
среды
«MOODLE».
Предложена методика проведения экскурсий на экологические объекты
для ознакомления обучающихся с работой специалистов, деятельность которых связана с математическими расчетами в профессиональной экологической деятельности и внеклассных мероприятий по теме «Математический
мир экологии».
Разработана тематика проектной деятельности учащихся по математике, содержание которой связано с экологическими проблемами.
На формирующем этапе эксперимента (2015 – 2017 гг.) проводилось
экспериментальное обучение учащихся основной школы с 5-го по 6-ой
класс включительно с применением разработанной методики обучения математике с целью формирования экологической культуры школьников.
17
Для определения результативности предложенной методики была выбрана экспериментальная группа учащихся. В нее вошли те школьники 5-х
классов, которые в качестве элективного выбрали курс «Экология в математике» (107 человек).
Для определения уровня сформированности компонентов экологической культуры использовались их критерии и показатели (рис. 1). Оценка
уровней сформированности каждого компонента у учащихся проводилась
на основе тестов Ю. М. Гришаевой.
Результаты педагогического эксперимента, проводимого в экспериментальной группе учащихся за 2 года их обучения математике по предлагаемой нами методике (2015 – 2017 гг.), представлены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты педагогического эксперимента (2015 – 2017 гг.)
Компоненты
экологической
культуры
когнитивный
мотивационноценностный
деятельностнопрактический
Уровни
сформированности
низкий
средний
высокий
низкий
средний
высокий
низкий
средний
высокий
Начало эксперимента, %
учащихся
37,4
40,2
22,4
36,4
45,8
17,8
47,7
37,4
14,9
Окончание эксперимента, %
учащихся
26,2
45,8
28,0
19,7
49,5
30,8
25,2
48,6
26,2
Сопоставление результатов, полученных после окончания формирующего эксперимента, с данными, полученными в начале проведения эксперимента, позволяет сделать вывод о положительном влиянии использования
разработанной методики.
Для статистической обработки экспериментальных результатов нашего
педагогического эксперимента использовался параметрический метод для
связанных выборок t-критерий Стьюдента. Соответствующие расчеты были
произведены с использованием средств MS Excel. В соответствии с методом
выдвинуты следующие гипотезы: H0: распределение учащихся в экспериментальной группе по уровням сформированности каждого компонента
экологической культуры случайное; H1: распределение учащихся в экспериментальной группе по уровням сформированности каждого компонента
экологической культуры обусловлено использованием разработанной мето18
дики обучения математике. Сопоставление результатов экспериментальной
группы на начало обучения и конец обучения позволило отметить повышение уровней сформированности компонентов экологической культуры, поскольку установлено статистически достоверное различие распределений
(для уровня значимости p ≤ 0,05): для когнитивного компонента │tэмп│ =
4,6301, что больше tкрит = 1,9826; для мотивационно-ценностного компонента │tэмп│ = 6,7251, что больше tкрит = 1,9826; для деятельностнопрактического компонента │tэмп│ = 7,3312, что больше tкрит = 1,9826.
Результаты обработки данных диагностики с использованием
t-критерия Стьюдента по окончанию формирующего эксперимента подтвердили гипотезу H1 о наличии статистически значимых различий в распределении учащихся по уровням сформированности компонентов экологической культуры. На основе анализа приведенных данных можно считать
статистически доказанным повышение уровней сформированности компонентов экологической культуры школьников, что доказывает результативность применения разработанной методики.
Результаты городской итоговой работы по математике школьников
экспериментальной группы показали, что использование разработанной
методики обучения математики не оказало отрицательного влияния на результаты предметной подготовки учащихся. Проведенное сравнение среднего балла предметных результатов по математике в экспериментальных
классах со средним баллом соответствующих результатов у учащихся других школ г. Глазова показало: средний балл у учащихся экспериментальной
группы – 3,9, у учащихся других школ – 3,7.
Результаты педагогического эксперимента позволяют сделать вывод о
результативности применения разработанной методики обучения математике,
направленной на формирование экологической культуры обучающихся 5-6-х
классов, что полностью подтверждает исходную гипотезу исследования.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. В соответствии с требования ФГОС ООО, определяющими необходимость экологического воспитания средствами каждой учебной дисциплины, проблема формирования экологической культуры учащихся приобретает особую значимость. В связи с этим исследование, посвященное формированию экологической культуры школьников в процессе обучения математике, следует признать актуальным и своевременным.
2. На основе анализа психолого-педагогической, научно-методической
литературы по проблеме формирования экологической культуры выделены
компоненты экологической культуры – когнитивный, мотивационноценностный, деятельностно-практический.
3. Обоснована целесообразность и возможность формирования экологической культуры обучающихся 5-х, 6-х классов в процессе обучения математике путем экологизации содержания школьного курса математики,
19
которое может осуществляться с помощью решения задач с экологическим
содержанием, ведением элективного курса «Экология в математике» и внеурочной работы по экологической тематике.
4. Определены функции математических задач с экологическим содержанием в процессе формирования экологической культуры (информативная, оценочная и регулятивная), выявлена взаимосвязь этих функций с компонентами экологической культуры.
5. Разработана структурно-логическая модель формирования экологической культуры учащихся в процессе обучения математике, в которой раскрываются пути и средства формирования компонентов экологической
культуры с учетом принципов региональности, целостности, системности,
преемственности, культуросообразности, междисциплинарности. Реализация принципа региональности предполагает связь школьного курса математики с экологическими проблемами окружающей природной среды.
6. На основе предложенной модели разработана методика обучения математике, применение которой позволило повысить уровни сформированности компонентов экологической культуры школьников 5-6-х классов в
процессе обучения математике.
7. Выделены критерии успешности процесса формирования экологической культуры при обучении математике: сформированность компонентов
экологической культуры у школьников и достижение учащимися предметных, метапредметных и личностных результатов согласно ФГОС ООО по
математике.
8. Экспериментально подтверждена результативность разработанной,
теоретически обоснованной и реализованной методики обучения математике для формирования экологической культуры учащихся основной школы.
Основное содержание исследования отражено в публикациях:
Статьи, опубликованные в ведущих научных журналах и изданиях,
включенных в реестр ВАК МОиН РФ:
1. Дюкина, Н. Г. Познание окружающего мира как основа формирования математических компетенций учащихся основной школы [Текст] /
Н. Г. Дюкина, А. С. Казаринов // Вестник Ижевского государственного технического университета имени М. Т. Калашникова. – 2012. – № 2 (54). –
С. 207-209 (0,2 п.л. / 0,1 п.л.).
2. Дюкина, Н. Г. О формировании экологической культуры в структуре
поликультурного образования [Текст] / Н. Г. Дюкина, А. С. Казаринов // Вестник Ижевского государственного технического университета имени М. Т. Калашникова. – 2012. – № 4 (56). – С. 186-188 (0,2 п.л. / 0,1 п.л.).
3. Дюкина, Н. Г. К вопросу о формировании социально-экологической
компоненты экологической культуры школьника в условиях введения федерального образовательного стандарта основного общего образования
20
[Текст] / Н. Г. Дюкина, А. С. Казаринов // Вестник ИжГТУ имени М.Т. Калашникова. – 2016. – № 1 (69). – С. 93-97 (0,3 п.л. / 0,1 п.л.).
4. Дюкина, Н. Г. Формирование экологической культуры обучающихся на уроках математики [Текст] / Н. Г. Дюкина // Вестник Оренбургского
университета. – 2017. – № 7 (207). – С. 10-14 (0,4 п.л.).
Статьи, опубликованные в других изданиях:
5. Дюкина, Н. Г. Компетентностный подход при формировании экологической культуры в системе общеобразовательной школы [Текст] /
Н. Г. Дюкина // Развитие познавательной активности обучающихся в инновационной образовательной среде : Материалы Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием. – Киров, 2011. –
С. 201-206.
6. Дюкина, Н. Г. Формирование экологической культуры в системе
общеобразовательной школы (на примере природной среды Удмуртской
Республики) [Текст] / Н. Г. Дюкина // Теоретические и методологические
проблемы современного образования : Материалы IV научно-практической
конференции. – М., 2011. – С. 57-58.
7. Дюкина, Н. Г. Экологическое воспитание школьников на примере
решения текстовых алгебраических задач [Текст] / Н. Г. Дюкина,
О. Н. Щепин // Традиционные и инновационные технологии воспитания в
образовательном процессе : материалы IV Всерос.науч.-практ. конф. с междунар. участием. – Глазов, 2011. – Ч. 1. – С. 155-157. (Авторский вклад
80%).
8. Дюкина, Н. Г. Природосообразность как основа духовнонравственного воспитания личности [Текст] / Н. Г. Дюкина // Духовнонравственное воспитание в современном образовательном пространстве :
Сб. материалов международной научно-практической конференции. – Стерлитамак : Стерлитамак. гос. пед. академия им. Зайнаб Биишевой, 2012. –
С. 20-22.
9. Дюкина, Н. Г. Экологическая направленность обучения для личностного самоопределения школьников [Текст] / Н. Г. Дюкина // Социально-правовые, экономические и психолого-педагогические аспекты формирования экологической культуры молодежи : материалы Всероссийской
научно-практической конференции. – Глазов, 2012. – С. 112-115.
10. Дюкина, Н. Г. К вопросу об интегративном характере экологических приоритетов основной образовательной программы общего образования [Текст] / Н. Г. Дюкина, А. С. Казаринов / Маterialy IX Miedzynarodowej
naukowi – praktycznej konferencji «Wyksztalceniei nauka bez granic – 2013».
Volume 25. Pedagogiczne nauki. – Przemysl. Nauka i studia 70. – 74 str. (Авторский вклад 80%).
11. Дюкина, Н. Г. К вопросу об экологическом воспитании студентов
ВУЗа [Текст] / Н. Г. Дюкина, А. Г. Русских // Научно-технические и соци21
ально-экономические проблемы регионального развития : сб. науч. тр. –
Глазов, 2013. – С. 134-137. (Авторский вклад 80%).
12. Дюкина, Н. Г. Применение метода подобия в педагогике [Текст] /
А. Г. Ложкин, Н. Г. Дюкина // Iнформацiйнi процесиi технологii «Информатика – 2013» : матерiали VI Мiжнародноi наук.-практ. конф.
молодихученихi студентiв, Севастополь, 22-26 квiт. 2013р. / М-во освiтиi
науки Украiни, Севастоп. нац. техн. ун-т; наук. ред. С. В. Доценко. – Севастополь, 2013. – С. 56058 (Авторский вклад 50%).
13. Дюкина, Н. Г. Экологическое право и экологическая культура как актуальная проблема образования [Текст] / Н. Г. Дюкина // Наука в высшей школе: проблемы интеграции и инноваций : Доклады и тезисы X международной
(XIII Всероссийской) научной конференции. – Самара, 2013. – С. 31-33.
14. Дюкина, Н. Г. Экологические проблемы регионального развития
как аспект подготовки школьников к решению прикладных задач [Текст] /
Н. Г. Дюкина, А. С. Казаринов // Инновационный потенциал молодежной
науки : материалы Всероссийской научной конференции 8 ноября 2013 г. /
под ред. А. Ф. Мустаева. – Уфа, 2013. – С. 153-156 (Авторский вклад 80%).
15. Дюкина, Н. Г. О пропедевтическом характере математической компетенции [Текст] / Н. Г. Дюкина // Научно-технические и социальноэкономические проблемы регионального развития : сб. науч. тр. – Глазов,
2014. – С. 178-179.
16. Дюкина, Н. Г. Методический аспект экологического воспитания
студентов ВУЗа [Текст] / Н. Г. Дюкина, А. С. Казаринов // Инновационные
технологии в профессиональном образовании : Сборник материалов
IV Всероссийской научно-методической конференции. – Грозный, 2015. –
С. 173-177 (Авторский вклад 80%).
17. Дюкина, Н. Г. Использование фактических данных о состоянии
окружающей среды региона в решении задач экологического характера на
уроках математики [Текст] / Н. Г. Дюкина // Advances in Science and
Technology : Сборник статей IX международной научно-практической конференции. – Москва, 2017. – С. 133-136.
18. Дюкина, Н. Г. Региональный компонент как средство формирования экологической культуры школьников [Текст] / Н. Г. Дюкина / Экологическое образование, воспитание и просвещение : сборник материалов II-й
Международной научно-практической конференции. – Биробиджан, 2017. –
С. 174-178.
Подписано в печать 23.04.2018 г. Формат 60х841/16.
Бумага для множ. аппаратов. Печать на ризографе.
Гарнитура «Times New Roman».
Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л. 1,3.
Тираж 100. Заказ
Оригинал-макет отпечатан в отделе множительной техники
Уральского государственного педагогического университета.
620017 Екатеринбург, пр-т Космонавтов, 26.
E-mail: uspu@uspu.me
22
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
61
Размер файла
678 Кб
Теги
культура, обучения, школьников, процесс, математика, формирование, экологической
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа