Юрій Мельник
У статті здійснено аналіз сучасного стану шкільної природничої освіти за результатами опитування з використанням технології гугл-форм, яким охоплено понад 7 тисяч учителів закладів загальної середньої освіти. Висвітлено питання діагностики реалізації прикладної спрямованості у контексті вдосконалення змісту навчання та його дидактичного забезпечення, системи методів і прийомів, спрямованих на оптимізацію освітнього процесу, ефективного формування ключових компетентностей.
З’ясовано, що ключовим аспектом прикладної спрямованості сучасної шкільної природничої освіти є максимальна орієнтованість її змісту, методів, форм і засобів навчання на застосування знань у техніці й технологіях, наукових дослідженнях і професійній діяльності людини та її повсякденному житті. Зроблено висновок, що посилення прикладної спрямованості шкільної природничої освіти може стати важливою дидактичною умовою формування в учнів ключових компетентностей.
Встановлено, що важливим інструментом реалізації прикладної спрямованості природничої освіти є практико-орієнтовані дослідницькі завдання, як правило, міжпредметного змісту, розв’язування яких сприяє ґрунтовному засвоєнню здобувачами знаннями світу природи, уміннями і навичками, усвідомленню практичного значення наукових теорій та їх впливу на розвиток техніки і технологій. Виконання завдань прикладного характеру сприяє як формуванню предметної компетентності з конкретного природничого предмету, так і ключової компетентності в галузі природничих наук, техніки та технологій.
Обґрунтовано наявність значущих зв’язків між компетентнісним потенціалом змісту шкільної природничої освіти та його прикладною спрямованістю, що є засобом установлення відповідності між змістовим та цільовим складниками природничої галузі, пріоритетом опанування якою є набуття учнями знань і вмінь, потрібних їм упродовж життя.
Акцентовано увагу на проблемі реалізації дидактичних функцій навчального експерименту в умовах дистанційного навчання як інструменту посилення прикладної спрямованості шкільної природничої освіти.
Ключові слова: шкільна природнича освіта; педагогічна діагностика; прикладна спрямованість; ключові компетентності; практико орієнтовані завдання.
Державний освітній стандарт визначає метою шкільної природничої освіти формування в учнів ключової компетентності у галузі природничих наук, техніки і технологій, що виявляється в усвідомленні фундаментальних закономірностей природи, цілісності природничо-наукової картини світу, ролі природничих наук у розвитку суспільства та гармонійній і відповідальній взаємодії із навколишнім середовищем, а також здатності та готовності застосовувати отримані знання для дослідження явищ природи та вирішення практичних життєвих ситуацій (Державний стандарт, 2020).
Умовою розбудови Нової української школи є якісна модернізація природничої освіти на засадах діяльнісного, особистісно орієнтованого та компетентнісного навчання, стандартизації, диференціації та інтеграції (Головко, 2020). При цьому важливим чинником формування в учнів предметних і ключових компетентностей є посилення її прикладної спрямованості, що орієнтує освітній процес на розвиток в учнів здібностей та інтересів, набуття досвіду самостійного розв’язання проблем у різних сферах життєдіяльності, здійснення практичної взаємодії із соціумом, об’єктами природи, виробництва та побуту.
З огляду на це, актуальною є проблема комплексної діагностики результатів навчання учнів (рівнів сформованості знань, умінь, досвіду практичної діяльності й ціннісних орієнтацій), їхніх освітніх потреб, ресурсів освітнього середовища (організаційного, навчально-методичного та матеріально-технічного забезпечення). А одним із її аспектів – дослідження реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти.
Проблема прикладної спрямованості шкільної природничої освіти отримала розвиток у дослідженнях вітчизняних та зарубіжних учених. Зокрема, у контексті реалізації компетенісного підходу, який, як зазначає Н.М. Бібік, передбачає більш реалістичні цілі навчання, орієнтовані на досягнення зрозумілих, привабливих для учнів результатів, а також більш функціональний зміст освіти, спрямований на набуття пізнавального й життєвого досвіду, що включається в соціальний контекст (Бібік, 2015).
О.І. Ляшенко наголошує, що зміст сучасної шкільної освіти має першочергово орієнтуватися на здатність учнів застосовувати набуті знання та вміння в навчанні, життєвих ситуаціях та майбутній професійній діяльності (Ляшенко, 2020).
Зарубіжні вчені дослідники акцентують увагу на ролі шкільної природничої освіти в підготовці учнів до самостійного життя та самореалізації (Yasar, 2009, с. 63), формуванні в здобувачів загальної середньої освіти компетентностей, спрямованих на протидію глобальним викликам (соціальні, екологічні, просторові проблеми, відповідальне споживання природних ресурсів) (Maier & Budke, 2016, с. 9–21).
Як засвідчують дослідження О.І. Локшиної, посилення практичної спрямованості змісту шкільної природничої освіти розглядається в європейській освітній практиці одним із інструментів її осучаснення та стимулювання інтересу в молоді до вивчення природничих предметів. Прикладна спрямованість предметів природничого циклу розглядається як чинник посилення компетентнісної орієнтованості національних курикулумів європейських країн (Локшина, 2009, с. 48, 144–145).
Т.М. Засєкіна наголошує, що одними з провідних принципів формування змісту шкільної природничої освіти зарубіжжя є прикладний характер до опису проблем реального світу та навчання через їхнє розв’язання, натомість у більшості вітчизняних підручників із природничих предметів розглядаються абстрактні моделі явищ і процесів та відсутні контексти, пов’язані з реальними життєвими ситуаціями (Засєкіна, 2020, с. 166–171).
За результатами міжнародного дослідження якості освіти PISA-2018 в Україні зроблено висновок щодо доцільності вдосконалення змісту шкільної природничої освіти з посиленням компетентнісної та практичної спрямованості системи природничо-наукових знань (Національний звіт, 2019).
На тлі значної кількості теоретичних досліджень окресленої проблеми залишається актуальним питання вивчення особливостей її розв’язання в шкільній практиці.
Експериментально дослідити особливості реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти у практиці педагогічних працівників та визначити напрями її посилення.
З метою досягнення поставлених завдань здійснено експериментальне дослідження, що передбачало широке опитування педагогічних працівників закладів загальної середньої освіти за допомогою гугл-форми, в якому взяли участь понад 7 тисяч учителів природничих предметів. Його результати узагальнені та інтерпретовані з використанням методів наукового аналізу та синтезу.
Ключова компетентність у галузі природничих наук, техніки та технологій, формування якої є одним із провідних завдань шкільної природничої освіти, реалізується через уміння використовувати учнями нестандартні способи розв’язування навчально-пошукових завдань, пов’язаних із технікою, задачами виробничого змісту, домашніми експериментами з побутовими технічними приладами, раціональною діяльністю (Державний стандарт, 2020).
Одним із шляхів досягнення цього завдання є забезпечення прикладної спрямованості шкільної природничої освіти, що забезпечує орієнтованість змісту, методів, форм і засобів навчання природничих предметів на формування вмінь застосовувати знання в повсякденному житті, професійній діяльності людини, техніці та технологіях, наукових дослідженнях, як основи предметних і ключових компетентностей (Концепція, 2022).
Дієвим інструментом реалізації прикладної спрямованості природничої освіти є практико-орієнтовані дослідницькі завдання, як правило, міжпредметного змісту, розв’язування яких сприяє ґрунтовному оволодінню природничими знаннями, наскрізними вміннями і ставленням. Прикладні задачі відрізняться за багатьма ознаками: змістом (конкретні; абстрактні; міжпредметні; компетентнісно орієнтовані; історичні; тематичні), способом подання умови (текстові; графічні; задачі-малюнки (фотографії)); дидактичною метою (тренувальні; творчі; дослідницькі; контрольні); способом розв’язування (експериментальні; обчислювальні; графічні); характером i методом дослідження (якісні й кількісні). Залежно від рівня математичного апарату розрізняють арифметичний, алгебричний i геометричний способи розв’язування обчислювальних задач (Мельник, Сіпій, 2018).
Досвід викладання природничих предметів свідчить, що учні недостатньо використовують набуті знання під час розв’язування практико орієнтованих задач. Переважно у закладах загальної середньої освіти в межах традиційної методики навчання реалізуються лише окремі аспекти прикладної спрямованості, не враховуються цілі та зміст профільного навчання.
Тому важливим складником професійної діяльності педагога є діагностика, що передбачає сукупність методів і прийомів контролю й оцінювання, спрямованих на оптимізацію й диференціацію освітнього процесу, удосконалення змісту та методики формування компетентностей (Коршевнюк, 2021).
Відтак, провідну роль щодо реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти відіграє вчитель, перед яким постає завдання виявляти та розвивати інтереси та прагнення учнів, наскрізні уміння і ціннісні ставлення, види навчально-пізнавальної діяльності, що є складниками компетентностей (Засєкіна, 2021).
З огляду на це, було проведено опитування вчителів природничих предметів, зреалізоване за технологією дистанційного анкетування за допомогою гугл-форм. Запитання анкети стосувалися уявлення вчителів про прикладну спрямованість шкільної природничої освіти, необхідність її реалізації та дидактичне значення. Особливу увагу було приділено
В опитуванні взяв участь 7191 педагог закладів загальної середньої освіти із різних регіонів України (рис. 1, 2).
Рис. 1. Типи навчальних закладів
Рис. 2. Тип місцевості
Понад 43% опитаних працюють у ліцеях, 28,7% – гімназіях, близько 21% – у закладах загальної середньої освіти, навчально-виробничих комплексах (НВК) та спеціалізованих школах. Майже 45% респондентів проживає у селі, така ж кількість – у місті, а 8,9% – у селищах міського типу.
Досвід професійної діяльності вчителів складає від 5 до 30 років. Найбільша кількість (30,7%) має стаж роботи 5–10 років, найменша (8,3%) – до 5 (рис. 3).
Рис. 3. Педагогічний стаж учителів
Близько 42% опитуваних викладають біологію, 30% – хімію, 25,6% – фізику, 10,2% – астрономію, 25,8% – географію, 29,6% – природознавство (рис. 4). Переважна кількість респондентів працює в 7–9 класах (близько 80%), понад 50% – у старших (рис. 5).
Рис. 4. Предмети, що викладаються
Рис. 5. Класи
Педагогам було запропоновано вибрати найоптимальніше, на їхній погляд, тлумачення прикладної спрямованості природничої освіти. Понад 88% учителів розглядають її як орієнтацію змісту, методів, форм і засобів навчання шкільних природничих предметів на формування в учнів умінь і здатностей застосовувати набуті знання у вирішенні життєвих ситуацій, практичних завдань у навчанні й побуті, а також майбутній професійній діяльності. Частина вчителів природничих предметів співвідносять прикладну спрямованість із формуванням в учнів здатності застосовувати природничі знання з метою пояснення явищ світу природи (6,1%), та набуття досвіду дослідження природи й формулювання доказових висновків на основі отриманої інформації (5,4%) тощо (рис. 6).
Рис.6. Тлумачення прикладної спрямованості природничої освіти
Переважна більшість учителів (62,8%) зазначили, що в змісті підручників, які використовуються в освітньому процесі, прикладну спрямованість шкільної природничої освіти реалізовано частково (рис. 7). При цьому близько 70% опитаних зауважили на недостатнє представлення в чинних підручниках практико орієнтованих завдань та вправ (рис. 8).
Рис. 7. Наповнення підручників завданнями прикладного змісту
Рис. 8. Кількість практико орієнтованих завдань у чинних підручниках
Значна кількість учителів визначили експериментальні завдання – 5919 (83,4 %), якісні – 2501 (35,2%), виробничого змісту – 2412 (34 %), обчислювальні – 2337 (32,9 %), графічні – 1426 (20,1 %) (рис. 9). Найчастіше на практиці використовуються міжпредметні та тематичні завдання прикладного характеру – відповідно 4907 (69,2 %) і 4348 (61,3 %), найменше – історичні (667 (9,4 %)) (рис. 10).
Рис. 9. Види прикладних завдань
Рис. 10. Типи прикладних завдань за змістом
За дидактичною метою частіше вчителі використовують дослідницькі завдання (74,3 %), рідше – тренувальні (56,7 %), творчі (54,2 %) й контрольні (28,5 %) (рис. 11). За способом подання умови надають перевагу прикладним задачам-малюнкам/світлинам – 4771 (67,4 %), текстовим – 3844 (54,3 %) й графічним – 3168 (44,8 % ) (рис. 12).
Рис. 11. Типи прикладних завдань за дидактичною метою
Рис. 12. Типи прикладних завдань за способом подання умови
Найбільш ефективними механізмами посилення прикладної спрямованості шкільної природничої освіти вчителі визначили: оновлення обладнання шкільних предметних кабінетів (71,9% респондентів); уведення до підручників системи практико-орієнтованих дослідницьких завдань та їхнє систематичне використання (60,1%); широке використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій (48%); удосконалення методики навчання розв’язуванню практико-орієнтованих завдань (40,6%); удосконалення методики й техніки шкільного експерименту та реалізацію його нових моделей (39,5%); використання наскрізних навчальних проєктів зі шкільних природничих предметів (38,2%); модернізацію змісту шляхом створення узгоджених модельних навчальних програм (36,3%); удосконалення системи засобів навчання природничих предметів (31,5%); посилення допрофесійної підготовки учнів (25,2%) (рис. 13).
Рис. 13. Інструменти посилення прикладної спрямованості шкільної природничої освіти
Також педагоги вважають за доцільне виключення з навчальних програм тих тем і навіть розділів, знання з яких не використовуються в повсякденному житті людини та її професійній діяльності.
Особливого значення набуває проблема реалізації дидактичних функцій навчального експерименту в умовах інтеграції шкільної природничої освіти. 64,4% педагогів зауважують, що дистанційне навчання загалом негативно впливає на прикладну спрямованість, оскільки учні менше працюють у предметному середовищі з реальними приладами й обладнанням. При цьому зауважується на зростання ролі віртуального експерименту в умовах онлайн-навчання навчання як одного з небагатьох інструментів залучення учнів до виконання експериментальних завдань (так вважають 33,5% опитаних педагогів) (рис. 14).
Рис. 14. Вплив віртуального експерименту в умовах дистанційного навчання на прикладну спрямованість шкільної природничої освіти
На думку вчителів, саме виконання завдань прикладного характеру є важливою умовою формування ключової компетентності в галузі природничих наук, техніки та технологій (54,3% опитаних), сприяє формуванню предметної компетентності з конкретного природничого предмету (37,3%), допрофесійній підготовці учнів (8,4%) (рис. 15).
Рис.15. Вплив прикладних завдань на освітній процес
У процесі опитування з’ясувалося, що частина вчителів ототожнює компетентнісно орієнтований зміст навчання з його прикладною спрямованістю (28,2% респондентів). Натомість 22,1% педагогів вважають, шо завдання прикладного характеру не завжди є компетентнісно орієнтованими (рис. 16).
Рис. 16. Співвідношення прикладної та компетентнісної спрямованості освіти
Анкетування також передбачало з’ясування рівня готовності вчителів до формування та розвитку в учнів предметних і ключових компетентностей, реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти.
Аналіз результатів опитування показав, що більшість педагогів позитивно оцінили власну обізнаність з дидактичними засадами реалізації компетентнісного підходу в організації освітнього процесу. Понад 95% опитаних вважають, що потрібно посилювати прикладну спрямованість шкільної природничої освіти, упроваджувати компетентнісний підхід в освітній процес закладів загальної середньої освіти. Проте не всі вчителі чітко усвідомлюють його відмінність від знаннєвого (лише 37% педагогів вказали на його особливості, тоді 41% опитаних взагалі не змогли відповісти на питання). 52,4% педагогів зауважили, що не мають можливості використовувати компетентнісні завдання у власній професійній діяльності. Майже 90% учителів лише фрагментарно розв’язують із учнями завдання прикладного характеру, (рис. 17).
Рис. 17. Актуальність проблеми посилення прикладної спрямованості шкільної природничої освіти
Аналіз результатів діагностики особливостей реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти дає можливість зробити висновок, що педагоги усвідомлюють важливість цього напряму розбудови галузі як чинника досягнення цілей компетентнісно орієнтованого навчання. Натомість значна частина вчителів не мають досвіду та навичок системного використання практико орієнтованих завдань як засобу формування в учнів предметної і ключових компетентностей. З огляду на це актуальним є розроблення методичних рекомендацій щодо шляхів і методів реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти в контексті реалізації компетентнісного підходу, удосконалення та широке впровадження методики розв’язування завдань прикладної спрямованості.
Виявлені у процесі дослідження проблеми обумовлюють пошук нових способів реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти, шляхів інтеграції природничих предметів з метою формування всебічно розвиненої, творчої, професійно орієнтованої та компетентісної особистості.
Пріоритетним напрямом посилення прикладної спрямованості шкільної природничої освіти є органічне уведення до навчальних програм і підручників з природничих предметів матеріалу прикладного характеру, практико-орієнтованих дослідницьких завдань, систематичне використання яких сприятиме формуванню в учнів наскрізних умінь і ставлень, виробленню практичних навичок застосування знань, що забезпечать в подальшому конкурентоспроможність здобувачів загальної середньої освіти на ринку праці та їхню інтеграцію в єдиний європейський освітній простір.
В умовах дистанційного навчання одним із інструментів реалізації прикладної спрямованості є інформаційно-комунікаційні технології. Використання віртуальних лабораторій, тренажерів розв’язування задач, хмарних сервісів, предметних середовищ доповненої реальності сприятиме формуванню в учнів практичних умінь та навичок. Натомість співвідношення віртуального та реального експерименту має бути дидактично обґрунтованим. Тому важливим чинником є удосконалення засобів навчання й системне оновлення предметних кабінетів та створення сучасних STEM-лабораторій, що забезпечують можливість реалізації наскрізних навчальних проєктів з природничої освітньої галузі й орієнтовані на досягнення цілей шкільної наукової освіти. З огляду на це актуалізується питання вдосконалення методики й техніки шкільного експерименту та реалізації його нових моделей у шкільній практиці.
Перспективним напрямом подальших досліджень окресленої проблеми є вивчення особливостей реалізації прикладної спрямованості шкільної природничої освіти як механізму компенсації освітніх втрат учнів, зумовлених впливом на функціонування загальної середньої освіти карантинних обмежень та воєнного стану.
Бібік, Н. М. (2015). Переваги і ризики запровадження компетентнісного підходу в шкільній освіті. Український педагогічний журнал, (1), 47–58. https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/9772.
Головко, М. В. (2020). Становлення та розвиток теорії і методики навчання фізики в Україні (40-і роки XVII ст. – 30-і роки XX ст.): монографія. Київ: Педагогічна думка. https://undip.org.ua/wp-content/uploads/2021/07/stan_ta_roz_2020.pdf.
Державний стандарт базової середньої освіти. (2020). Затверджений Постановою Кабінету Міністрів України від 30 вересня 2020 р. № 898. http://https://osvita.ua/legislation/Ser_osv/76886.
Засєкіна, Т. М. (2020). Інтеграція в шкільній природничій освіті: теорія і практика: монографія. Київ: Педагогічна думка. https://lib.iitta.gov.ua/722404/1/Монографія_Засєкіна.pdf.
Засєкіна, Т. М., Білик, Ж. І., Лашевська, Г. А., Яценко, В. С. (2021). Природничі науки (вступ). Інтегрований курс природничих предметів. 5–6 класи для закладів загальної середньої освіти. Модельна навчальна програма. Київ: КОНВІ ПРІНТ. https://drive.google.com/file/d/1gkUtn5LuHCaxHrZm-5x-8ASCI_DXfPmf/view).
Коршевнюк, Т.В. (2021) Пізнаємо природу. 5-6 класи (інтегрований курс) для закладів загальної середньої освіти. Модельна навчальна програма. https://drive.google.com/file/d/1gkUtn5LuHCaxHrZm-5x-8ASCI_DXfPmf/view).
Локшина, О. І. (2009). Зміст шкільної освіти в країнах Європейського Союзу: теорія і практика (друга половина XX — початок XXI ст.): монографія. Київ: Богданова А.М. 144–145. https://lib.iitta.gov.ua/id/eprint/5435.
Ляшенко, О. І. (2020). Основні підходи до проєктування змісту базової середньої освіти. Проблеми сучасного підручника : зб. наук. пр. Київ. Вип. 24. 109–119. http://nbuv.gov.ua/UJRN/psp_2020_24_13.
Мельник, Ю. С., Сіпій, В. В. (2018). Формування предметної компетентності старшокласників у процесі навчання фізики. Методичний посібник. Київ: ТОВ «КОНВІ ПРІНТ». https://undip.org.ua/wp-content/uploads/2021/07/form_predm_2018.pdf.
Національний звіт за результатами міжнародного дослідження якості освіти PISA-2018 (2019). Український центр оцінювання якості освіти. Київ: УЦОЯО. https://testportal.gov.ua/wp-content/uploads/2019/12/PISA_2018_Report_UKR.pdf.
Сіпій, В.В. (2022). Концепція базової фізичної освіти. Київ: Педагогічна думка. https://undip.org.ua/wp-content/uploads/2023/01/The-concept-of-basic-physical-education-2022.pdf.
Maier, V., & Budke, A. (2016). The Use of Planning in English and German (NRW) Geography School Textbooks. Review of International Geographical Education Online (RIGEO V6-N1-1), 6(1), 8–31. https://www.researchgate.net/publication/303443562_
Yasar, O. (2009). A Comparative Analysis of Assessment and Evaluation Exercises Included in Geography Textbooks Written According to the 2005 Secondary Education Geography Curriculum and Textbooks of the Former Curriculum in Turkey. International Journal of Progressive Education, 5(1), 45-68. https://ijpe.inased.org/makale/2571).
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
© Юрій Мельник, 2023