0
1 Науково-методичне та інформаційне видання Сучасний педагогічний погляд Загальноосвітньої школи І-ІІІ ст. №35 м. Чернігова Рекомендовано до друку на засіданні методичної ради (протокол №5 від 18.02.2020) Редакційна колегія: Науковий редактор, Іваницька Н.А., кандидат педагогічних наук, директор ЗОШ№35 Заступник наукового редактора, Сухацька С.В., вчитель початкових класів, педагогічне звання «вчитель-методист» Технічний редактор та відповідальний за комп’ютерну верстку, Музюкова С.В., вчитель математики та інформатики Коректор, Проданюк Л.В., вчитель української мови та літератури - До науково-методичного та інформаційного видання увійшли наукові статті, методичні рекомендації вчителів школи. - Інформаційне видання призначене для практичного використання освітянами. - За зміст та достовірність публікацій, результатів досліджень відповідальність несуть автори. №10,2023
2 Іваницька Н. А. директор, вчитель фізики вищої категорії, «вчитель-методист», кандидат педагогічних наук Івницька О. М. заступник директора з навчально-виховної роботи, вчитель початкових класів вищої категорії, «вчитель-методист» Федорченко О. П. вчитель початкових класів вищої категорії, «вчитель-методист» Олійник О. Ф. вчитель початкових класів вищої категорії Копелева К. Г. вчитель математики та інформатики вищої категорії Хоменко О. О. вчитель географії вищої категорії, «старший вчитель» Використання електронних освітніх ресурсів в інтегрованому курсі «Я досліджую світ» на другому циклі навчання учнів Частина (4 клас) Вступ Роботу сучасного вчителя регламентує ряд нормативних документів, серед яких: Закон України «Про освіту», Закон України «Про повну загальну середню освіту», Стратегія розвитку освітніх оцінювань у сфері загальної середньої освіти в Україні до 2030 року; критерії, визначені Державною службою якості освіти (ДСЯО), наказ МОНУ від 09.01.2019 р. №17 «Про затвердження Порядку проведення інституційного аудиту закладів загальної середньої освіти» та ін. Зазначені нормативні документи в галузі освіти, сучасні педагогічні дослідження науковців визначають певні недосконалості в запропонованих ДСЯО критеріях оцінювання діяльності педагогічних працівників закладів загальної середньої освіти (ЗЗСО): визначення результативності роботи вчителів лише на основі календарно-тематичного планування; формування в учнів переважно ключових компетентностей та ін.
3 Недосконалості у формулюванні вищевказаних критеріїв оцінювання діяльності педагогічних працівників ЗЗСО потребують, на наш погляд, таких доповнень та уточнень цих критеріїв та розв’язання низки суперечностей між: − наявністю інтенсивних досліджень зарубіжних учених (статті, монографії, дисертації, проєкти) проблеми формування компетентностей майбутніх вчителів, які викладають дисципліни природничо-математичного циклу, й недостатнім рівнем їх підготовки для організації дослідницької діяльності учнів в умовах змішаного навчання; − потребою в неперервному професійному зростанні вчителів й відсутністю методики навчання, яка враховує сучасні вимоги навчання учнів у загальноосвітніх школах; − необхідністю систематизованої пропедевтики дослідницьких компетентностей учнів перед вивченням ними природничих дисциплін та недосконалою підготовкою вчителів, які викладають предмети природничоматематичного циклу, щодо використання ними на практиці сучасних електронних освітніх ресурсів. Розділ 1. Теоретичне обґрунтування процесу формування дослідницьких компетентностей вчителів початкових класів 1.1. Вимоги сучасних нормативних документів щодо компетентностей вчителів загальноосвітньої школи Компетентності, які визначені Концепцією STEM-освіти [9], має формувати в учнів безпосередньо вчитель, тому в самого педагога мають бути сформовані вищевказані компетентності. У межах обраного нами дослідження однією із складових дослідницьких компетентностей вчителя, яка важлива, але не вказана у професійному стандарті за професіями «Вчитель початкових класів закладу загальної середньої освіти», «Вчитель закладу загальної середньої освіти» [10], – проєктно-технологічна компетентність, яка передбачає сформовані на певному рівні інженерні вміння та навички. Вчитель початкових класів формує проєктно-технологічну компетентність у школярів
4 при викладанні інтегрованого курсу «Дизайн і технології» у відповідності до Типової освітньої програми для 1-2-х класів [11] та Типової освітньої програми для 3-4-х класів [4]. При викладанні у 1-х та 2-х класах змістової лінії «Середовище проєктування» [11, с.51] вчитель спрямовує діяльність учнів на моделювання і конструювання, виконання елементарних графічних зображень, добір матеріалів за їх властивостями, читання інструкційних карток із зображеннями для поетапного виготовлення виробу. У змістовій лінії «Середовище техніки і технологій» вчитель формує в учнів навички безпечної праці з ручними інструментами та пристосуваннями, поетапного виготовлення виробів та раціонального використання матеріалів. При викладанні інтегрованого курсу «Дизайн і технології» у відповідності до Типової освітньої програми для 3-4-х класів [4, с.75] крім зазначених технологічних компетентностей діяльність вчителя спрямована на формування в учнів умінь експериментування з матеріалами і технологіями для реалізації власних ідей, раціональної обробки різних матеріалів. Формування проєктно-технологічної компетентності в учнів продовжується в базовій школі при вивченні технологічної освітньої галузі. Відповідно до модельних освітніх програм для закладів загальної середньої освіти «Технології. 5- 6 класи» [12; 13; 14; 15] серед завдань навчання учнів: – розвиток дизайнерського й технічного мислення, виготовлення й оцінювання власноруч створених виробів; вироблення навичок раціонального використання та безпечного застосування традиційних та сучасних технологій обробки матеріалів [12, с.2]; - визначення характерних ознак об'єктів конструювання, формулювання винахідницьких ідей, їх взаємозв’язків, умінні аналізувати та оцінювати доказовість і вагомість аргументів у судженнях про об'єкт проєктування, виявляти ініціативу, що передбачає активний пошук і пропонування рішень для розв’язання технічних, конструкторських або побутових проблем, активну участь у різних видах проєктної та технічної діяльності [13, с.3];
5 - засвоєння графічної грамоти, способів проєктування, умінь раціонального використання найпоширеніших матеріалів, застосування техніки і технологій для реалізації власних проєктів [14, с.2]; - розвиток творчих здібностей учнів, образного та просторового мислення, вміння аналізувати, порівнювати, узагальнювати, роботи висновки [15, с.4 - 5]. Таким чином, аналізуючи завдання інтегрованого курсу «Дизайн і технології» для учнів 1-4-х класів, модельних освітніх програм для закладів загальної середньої освіти «Технології. 5 - 6 класи» [12; 13; 14; 15], приходимо до висновку про те, що головною метою навчання учнів зазначеним навчальним дисциплінам є поєднання розумової та практичної діяльності учнів, яка поєднує у собі елементи початкових інженерних знань, вмінь та навичок. Тому в учителів, які викладають природничі дисципліни в початковій та базовій загальноосвітній школі, мають бути сформовані зазначені вміння на певних рівнях відповідно до кваліфікаційних вимог. 1.2. Критерії Державної служби якості освіти до оцінювання професійної діяльності вчителя З метою подальшого визначення складових дослідницьких компетентностей вчителів загальноосвітньої школи проаналізуємо Постанову Кабінету Міністрів України від 27 грудня 2018 р. № 1190 «Про затвердження Положення про сертифікацію педагогічних працівників» [16]. Відповідно до зазначеного документа етапами сертифікації є: незалежне тестування, самооцінювання власної педагогічної майстерності, вивчення практичного досвіду роботи вчителя. Розглянемо зміст анкети самооцінювання вчителя, розробленої Державною службою якості освіти (ДСЯО) та запровадженої під час сертифікації вчителів початкових класів у 2022 році [17]: створюю ситуацію успіху для досягнення позитивного результату навчання, мотивуючи до
6 діяльності; популяризую здоровий та безпечний спосіб життя; створюю комфортне освітнє середовище з дотриманням вимог безпеки життєдіяльності; у різний надзвичайних ситуаціях реагую спокійно і без паніки, оскільки знаю відповідний алгоритм дій; здійснюю освітній процес з урахуванням психологічних особливостей дітей молодшого шкільного віку; дотримуюсь педагогічної етики, сприймаю кожну дитину такою, якою вона є; враховую індивідуальні особливості дітей свого класу, їх сильні та слабкі сторони; при підготовці до занять використовую не лише підручники, а додаткові (довідникові) матеріали; добираю методи і прийоми навчання таким чином, щоб максимально реалізувати освітню мету заняття; здійснюю освітній процес державною мовою (за потребою мовою відповідного корінного народу меншини), використовуючи сучасну термінологію та систему понять професійної тематики; моє мовлення відповідає літературним нормам і вимогам професійної етики; знаю законодавчі вимоги щодо збереження життя та здоров’я дітей під час освітнього процесу; для ефективного розв’язання різних освітніх завдань організовую освітні осередки; використовую дидактичні матеріали та обладнання з огляду актуальності й доцільності; доцільно та ефективно використовую електронні освітні ресурси в освітньому процесі; підтримую інтерес учнів до заняття; поєдную на занятті різні форми організації навчальної діяльності учнів з урахуванням індивідуальних особливостей дітей; поєдную різні види діяльності дітей (комунікативну, дослідницьку, проєктну, ігрову, навчальну) в освітньому процесі; гнучко адаптую зміст навчального матеріалу заняття залежно від реакції учнів на його засвоєння; зміст моїх навчальних занять доступний, логічно пов'язаний із попереднім матеріалом, збалансований за складністю та обсягом; застосовую різні форми і прийоми під час оцінювання навчальних досягнень учнів; формую в учнів навички самооцінювання навчальних досягнень із використанням тверджень «Я знаю», «Я вмію», «Я можу»; розробляю критерії оцінювання навчальних досягнень учнів із врахуванням вікових особливостей та індивідуальних досягнень, здобутків кожного учня, у тому числі дітей з
7 особливими освітніми потребами (ООП); оцінку навчальних досягнень учнів супроводжую вербальними судженнями; вибудовую освітню траєкторію розвитку кожного учня, враховуючи його індивідуальні особливості; розвиваю мовно-комунікативні уміння і навички учнів під час різних форм організації освітнього процесу (навчальних занять, свят, фестивалів, конкурсів тощо); знаю особливості організації інклюзивної освіти в початковій школі; знайомлю дітей з алгоритмом дій залежно від їх ролі в булінгу (жертва, спостерігач); знайомлю дітей з ознаками булінгу, причинами його виникнення та наслідками; створюю умови для згуртування дитячого колективу, формую навички взаємодопомоги та співпраці, розуміти власний емоційний стан, керувати своїми емоціями; створюю в класі психологічний комфорт; вибудовую довірливі стосунки з дітьми; створюю умови для формування позитивної самооцінки учнів, їх Я-ідентичності; налагоджую двостороннє спілкування та співпрацю з батьками (особами, що їх замінюють) щодо освітнього процесу; комунікую з батьками (особами, що їх замінюють) щодо навчальних досягнень учнів; залучаю учнів класу до активної співпраці та взаємодії під час освітнього процесу; готова злагоджено працювати у команді психолого-педагогічного супроводу дитини з ООП; володію прийомами та навичками надання домедичної допомоги в різних ситуаціях; в умовах дистанційного навчання організовую регулярну та змістовну взаємодію учасників освітнього процесу (вчитель, учні, батьки); демонструю особисті якості: активність, цілеспрямованість, наполегливість, працелюбність, креативність, ініціативність, комунікабельність; співвідношу власну діяльність з тим, що вимагає професійний стандарт; слідкую за новинами, сучасними дослідженнями та новаціями в освіті; допомагаю колегам провести аналіз, дати об’єктивну оцінку їхньої професійної діяльності; допомагаю колегам визначити їхні професійні потреби та спрогнозувати траєкторію професійного розвитку; аналізую власну педагогічну діяльність на предмет її ефективності; шукаю причини професійних помилок; прогнозую професійне зростання на основі аналізу результатів своєї діяльності; коригую свою
8 професійну діяльність під впливом різних факторів (професійні успіхи та нові технології); виховую в дітей повагу до особистості Людини, розвиваю позитивні моральні якості в учнів; планую освітній процес (зміст, форми організації навчальної діяльності) з урахуванням індивідуальних особливостей дітей; визначаю мету, завдання та очікувані результати кожного заняття, виховного заходу; аналізую зміст навчального матеріалу та пропоную результативність його сприйняття (на етапі планування); зміст, способи, засоби навчання добираю таким чином, щоб здійснити виховний вплив і забезпечити розвиток особистості дитини; добираю зміст навчального матеріалу таким чином, щоб максимально забезпечити формування предметно-ключових компетентностей учнів; добираю зміст навчального матеріалу з урахуванням міжпредметних зав’язків та орієнтуюсь на досягнення обов’язкових результатів кожної освітньої галузі. Таким чином, анкета самооцінювання вчителя, розроблена ДСЯО для сертифікації вчителів початкових класів, які працюють в умовах НУШ, охоплює усі аспекти діяльності педагогічних працівників. У межах нашого дослідження для формування дослідницьких компетентностей вчителя найбільш важливими напрямками його роботи є: - доцільне та ефективне використання сучасних цифрових засобів навчання (електронних освітніх ресурсів); в умовах дистанційної освіти – регулярна та змістовна взаємодія учасників освітнього процесу; - підвищення методичного рівня викладання навчальних дисциплін: при підготовці до занять використання додаткових (довідникових) матеріалів; використання сучасної термінології та системи понять професійної тематики; вибір методів і прийомів навчання для максимальної реалізації освітньої мети заняття; поєднання різних форм організації навчальної діяльності учнів з урахуванням індивідуальних особливостей дітей; вибір змісту навчального матеріалу для максимального формування предметно-ключових компетентностей учнів;
9 - готовність до впровадження інновацій: ознайомлення із сучасними дослідженнями та новаціями в освіті; використання дидактичних матеріалів та обладнання з огляду актуальності й доцільності; - запровадження інтегрованого вивчення навчальних дисциплін: вибір змісту навчального матеріалу з урахуванням міжпредметних зав’язків та орієнтація на досягнення обов’язкових результатів кожної освітньої галузі; - усвідомлення необхідності постійного професійного зростання: аналіз власної педагогічної діяльності на предмет її ефективності; пошук причин професійних помилок; прогнозування професійного зростання на основі аналізу результатів своєї діяльності; коригування професійної діяльності під впливом різних факторів (професійні успіхи та нові технології). Розділ 2 Методика організації короткотривалих досліджень у 4-му класі при викладанні інтегрованого курсу «Я досліджую світ» Дослідження-пошук (короткотривале дослідження для виконання у класі) 2.1. Алгоритм проведення дослідження-пошуку [6] 1. Актуалізація вчителем знань учнів (міжпредметні зв’язки, інтеграція) 2. Формулювання вчителем взаємопов’язаних проблемних запитань та висловлення припущень учнями щодо їх розв’язання. 3. Планування учнями дослідження, підготування до його проведення: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження; - самостійний вибір учнями засобів дослідження. 4. Виконання дослідів учнями (міжпредметні зв’язки, інтеграція): - передбачення, встановлення часової та логічної послідовності явищ, подій; - встановлення причинно-наслідкових зв’язків (Чому? Яким чином? Від чого залежить? З чим пов’язано?)
10 5. Аналіз учнями одержаних результатів. 6. Формулювання учнями висновків (відповіді на сформульоване на початку дослідження проблемне запитання) 7. Закріплення вчителем результатів проведення дослідження (інтеграція знань) Змістова лінія «Людина і природа» Тема 1 «Дослідження одного із способів заощадження води» [6] Мета дослідження: визначити експериментально ефективність одного із способів заощадження води. 1. Актуалізація вчителем знань учнів (інтеграція знань з екологією). Вода є постійним супутником людини і необхідною умовою її життя на планеті. Три чверті земної поверхні вкриті водою та лише 3% від загального об’єму води на планеті становить прісна вода. Якщо всю воду Землі уявно злити у трилітрову банку, то об’єм прісної води у ній становитиме одну склянку. Для багатьох країн світу, зокрема і для України, чисті прісні води є цінним та все більш обмеженим природним ресурсом. Водночас, за дослідженнями науковців, майже третина води в побуті витрачається без нагальних потреб. 2. Формулювання вчителем взаємопов’язаних проблемних запитань та висловлення припущень учнями щодо їх розв’язання. - Чи допомагають лічильники обліку споживання води економити її використання під час прийому ванної або душу? (використання лічильників є одним із способів заощадження води, оскільки вони дозволяють контролювати її обсяг використання) - Як експериментально перевірити: найбільш дієвий спосіб економії води під час прийому душу чи ванної? (треба виміряти за допомогою лічильників, який об’єм води витрачається за один і той самий час) 3. Планування учнями дослідження, підготування до його проведення:
11 Рис.1. Значення показів лічильника обліку води - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження: вчителю необхідно пояснити учням, як знімати покази вимірювання при використанні лічильника обліку води (рис.1) – перші п’ять символів означають кількість витрачених кубометрів рідини (позначені чорним кольором), останні три символи – кількість витрачених літрів (позначені червоним); - самостійний вибір учнями засобів дослідження: для визначення, який об’єм води витрачається за один і той самий час, крім лічильників, необхідно також використати годинник (механічний, тобто аналоговий, або цифровий). 4. Виконання дослідів учнями (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами фізичних знань): а б
12 Рис.2. Значення показів лічильника до прийому ванни (а) та після (б) а б Рис.3. Значення показів лічильника до прийому душу (а) та після (б) - передбачення, встановлення часової і логічної послідовності явищ, подій: вимірювання об’єму води на основі використання лічильників необхідно виконувати двічі – до прийому душу або ванної та після; вимірювання учні проводять або самостійно вдома, готуючись до уроку, та фіксують одержані результати, або використовують результати вимірювань, одержані вчителем для випадку прийому душу (рис.2) та ванни (рис.3) за однаковий проміжок часу; - встановлення причинно-наслідкових зв’язків: струмінь води необхідно врегулювати так, щоб у двох випадках він був приблизно однаковий, інакше одержані результати будуть максимально неточними; вимірювання об’єму води слід проводити за однаковий проміжок часу у випадку прийому ванни та душу, тому що різний час також вплине на результати досліду; оскільки значення об’єму води в кубометрах не змінюється, то для знаходження витраченого об’єму води необхідно від кінцевих показів (у літрах) відняти початкові покази. 5. Аналіз учнями одержаних результатів. Згідно з початковими та кінцевими показами лічильника для двох випадків одержуємо, що об’єм витраченої води за однаковий проміжок часу після прийняття душу становить
13 61 л, а після прийняття ванни – 64 л. Одержані результати відрізняються, але несуттєво (на 3 л). Згідно з власним життєвим досвідом учні пояснюють, що за обраний час у ванну набирається лише одна четверта всього об’єму, на яку вона розрахована, тому, на відміну від душу, людина відчуває певний дискомфорт (частково холод). Також при прийомі ванни, особливо коли у квартирі відсутнє опалення, гаряча вода втрачає частину тепла, бо віддає його самій металевій ванні. 6.Формулювання учнями висновків (відповіді на сформульоване на початку дослідження проблемне запитання): лічильники обліку споживання води допомагають економити її використання – прийом душу є більш економним, ніж ванної. Прийом душу є більш комфортним та гігієнічним, оскільки все тіло людини знаходиться у рідині, тепло передається переважно тілу людини, а не навколишньому середовищу. 7. Закріплення результатів проведення дослідження (інтеграція знань з основами економічних та екологічних знань). Учні разом з вчителем виконують завдання з використанням онлайн-сервісу wordwall з метою ознайомлення з іншими способами заощадження води http://surl.li/ddzgy (рис.4). Рис.4. Використання онлайн-сервісу wordwall для закріплення результатів проведення дослідження
14 За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних в результаті дослідження, та з метою формування в молодших школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські [6] математичні задачі, які містять декілька рівнів складності (рис.5, рис.6).
15 Рис.5. Задачі середнього та достатнього рівнів складності з теми «Дослідження одного із способів заощадження води» Рис.6. Задача високого рівня складності з теми «Дослідження одного із способів заощадження води» Змістова лінія «Людина і природа» Тема 2 «Дослідження одного із способів заощадження електроенергії» [6] Мета дослідження: визначити експериментально ефективність одного із способів заощадження електроенергії. 1. Актуалізація вчителем знань учнів (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами екологічних знань). Відносна доступність
16 електроенергії створює уявлення в багатьох людей про те, що це благо з’являється само собою й воно невичерпне. Однак таке сприйняття дуже швидко призведе до негативних наслідків, адже основні ресурси, які використовуються при виробленні енергії, є невідновними. Відсутність розумного підходу до використання енергії дуже швидко призведе до того, що вона стане менш доступною й дорожчою. Скорочення споживання електроенергії позитивно позначається не тільки на сімейному бюджеті, а й на більш глобальних речах: знижується кількість шкідливих викидів у навколишнє середовище; відбувається економія енергоресурсів для наступних поколінь. 2. Формулювання вчителем взаємопов’язаних проблемних запитань та висловлення припущень учнями щодо їх розв’язання. - Скільки коштів витрачається при нагріванні води об’ємом 100 мл до кипіння з використанням газу та з використанням мікрохвильової печі? - Чи дозволяє заощаджувати бюджет використання газу для підігрівання їжі або напоїв замість мікрохвильової печі? 3. Планування учнями дослідження, підготування до його проведення: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження: вчителю необхідно пояснити учням, як користуватися лічильником електроенергії та лічильником побутового газу (як знімати покази вимірювання); пояснити принцип обчислення спожитої електроенергії, спожитого газу та вартість 1кВт-год енергії та 1 куб. м газу; учні визначають, що їм необхідно нагріти воду двома способами – з використанням мікрохвильової печі та з використанням побутового газу (виміряти витрачений час; спожитий об’єм електроенергії та газу); - самостійний вибір учнями засобів дослідження: газовий лічильник та лічильник електроенергії, електронний годинник (або секундомір), чашка із водою.
17 4. Виконання дослідів учнями (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами фізичних та економічних знань): - передбачення, встановлення часової й логічної послідовності явищ, подій: учні обирають за мету нагріти до кипіння воду об’ємом 100 мл на основі двох способів – підігрівання за допомогою газу та з використанням мікрохвильової печі; припускають, що час нагрівання газом рідини буде більше, але більш економічно вигідно; на основі дослідів перевіряють свої припущення; - встановлення причинно-наслідкових зв’язків: учні на основі виконання дослідів встановлюють такі причинно-наслідкові зв’язки – нагрівання води мікрохвильовою піччю буде швидше, але згідно з показами лічильників витрачається більше електроенергії, ніж при нагріванні газом. 5. Аналіз учнями одержаних результатів. Для визначення, який із способів є більш економічно вигідним, учні обчислюють за допомогою інформації щодо вартості енергоносіїв, скільки коштує витрачена електроенергія та побутовий газ. Учителю при формулюванні завдання необхідно враховувати: 1) ціну на електроенергію в Україні за 1 кВт-год та ціну на побутовий газ; 2) вимоги до знань, вмінь та навичок учнів з математики – якими числами можуть оперувати учні 4-х класів відповідно до Типової освітньої програми початкової освіти для ІІ циклу (3-4 класи) [3, с.56 – 60]. Учні порівнюють результати витраченої енергії на початку досліду та в кінці досліду, одержані при нагріванні 100 мл води до кипіння за допомогою мікрохвильової печі (вода закипає приблизно за 3 хвилини) та за допомогою побутового газу (вода закипає приблизно за 6 хвилин); обчислюють вартість витраченої енергії в обох випадках. 6. Формулювання учнями висновків (відповіді на сформульоване на початку дослідження проблемне запитання). Одержані результати дозволяють зробити висновок про те, що використання побутового газу не є економічно вигідним порівняно із використанням електроенергії. Тому одним із способів заощадження
18 електроенергії може бути застосування в побуті електрозберігаючих приладів, які дозволяють одержати результат за короткий час (наприклад, вода закипіла у мікрохвильовій печі за вдвічі менший час, ніж при нагріванні побутовим газом). 7. Закріплення вчителем результатів проведення дослідження (інтеграція знань з основами фізичних знань та здоров’язбереження). Учні разом з вчителем виконують завдання з використанням онлайнсервісу learningapps з метою ознайомлення з іншими способами заощадження електроенергії http://surl.li/ddzid (рис.7). Рис.7. Використання онлайн-сервісу learningapps для закріплення результатів За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних в результаті дослідження вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські [6] математичні задачі, які містять декілька рівнів складності (рис.8, рис.9).
19 Рис.8. Задача середнього рівня складності з теми дослідження
20 Рис.9. Задачі достатнього та високого рівнів складності з теми «Дослідження одного із способів заощадження електроенергії» Змістова лінія «Природа» Тема 3 «Визначення сторін горизонту за допомогою Сонця» 1. Актуалізація вчителем знань учнів (міжпредметні зв’язки, інтеграція – усна народна творчість). Тепло дивиться на нас Особливо в літній час. Це без нього ніч чорніє, А при ньому день біліє. (Сонце) Золотиста нитка в’ється, Тільки в руки не дається. (Сонячний промінь) Неживе, а за людиною ходить. (Тінь) Іде лісом – не шелестить, Іде водою – не плюскотить. (Проміння) 2. Формулювання вчителем взаємопов’язаних проблемних запитань та висловлення припущень учнями щодо їх розв’язання. Від Сонця на Землю падають сонячні промені. Якщо на шляху проміння знаходиться непрозорий предмет, то від нього утворюється тінь. Це тому, що
21 сонячні промені не можуть пройти крізь цей предмет або обігнути його. Як ви вважаєте: від чого залежить розмір тіні? В основу якого пристрою покладена ця особливість утворення тіні? (сонячного годинника, який складається з двох елементів: кадран – плоска поверхня з нанесеними на неї часовими розподілами або циферблатом; гномон – прямий стрижень, закріплений на кадрані (рис.10); імпровізований гномон використовується для визначення географічної широти і довготи). Рис.10. Сонячний годинник 3. Планування учнями дослідження, підготування до його проведення: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження: у класній кімнаті необхідно визначити довжину тіні від штучного джерела світла для двох різних умов – коли змінюється висота джерела світла над перешкодою; - самостійний вибір учнями засобів дослідження: кишеньковий ліхтарик, перешкода (олівець). 4. Виконання дослідів учнями (міжпредметні зв’язки, інтеграція): - передбачення, встановлення часової й логічної послідовності явищ, подій: чим вище джерело світла, тим тінь від предмета коротша; чим нижче джерело світла, тим тінь від предметів довша; - встановлення причинно-наслідкових зв’язків: довжина тіні залежить від висоти Сонця на небосхилі: Сонце низько – тінь довга, високо – тінь коротка;
22 аналогічні міркування можна провести і для штучного джерела світла (кишенькового ліхтарика). 5. Аналіз учнями одержаних результатів. Ми переконалися на досліді, що довжина тіні залежить від висоти розміщення джерела світла. Цей принцип покладений в основу визначення сторін горизонту: Сонце кожного ранку піднімається над горизонтом і опівдні займає найвище положення на небосхилі. Опівдні Сонце завжди у північній півкулі буде на півдні. У цей час тінь від предметів найкоротша і завжди спрямована на північ. Щоб визначити сторони горизонту за Сонцем, потрібно опівдні стати обличчям у напрямі своєї тіні. Попереду буде північ, позаду – південь, праворуч – схід, ліворуч – захід [1]. 6. Формулювання учнями висновків (відповіді на сформульоване на початку дослідження проблемне запитання). Розмір тіні залежить від висоти розміщення Сонця над горизонтом. Спосіб визначення сторін горизонту за Сонцем має такий недолік – при відсутності яскравого природнього освітлення неможливо спостерігати тінь. Штучне освітлення не дозволяє визначити сторони горизонту, оскільки пов’язане із довільним розташуванням джерела світла. 7. Закріплення вчителем результатів проведення дослідження (інтеграція знань з основами географії). Учні разом з вчителем виконують завдання з використанням wordwall (http://surl.li/dhsaf ) (рис.11).
23 Рис.11. Онлайн-гра «Так - ні» з теми дослідження За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних в результаті дослідження, та з метою формування в молодших школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські математичні задачі та завдання, які містять декілька рівнів складності (рис.12, рис.13). Рис.12. Завдання середнього рівня складності з теми дослідження
24 Рис.13. Задача та завдання достатнього та високого рівнів складності з теми «Визначення сторін горизонту за допомогою Сонця» 2.2. Алгоритм проведення дослідження-спостереження 1. Актуалізація вчителем знань учнів (міжпредметні зв’язки, інтеграція). 2. Визначення учнями об’єкта спостереження на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту). 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження. 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів спостереження (навчаються аналізувати основні його кроки, передбачені планом, пропонувати власні ідеї); - самостійний вибір учнями засобів спостереження на основі допоміжних запитань вчителя. 5. Проведення учнями спостереження із наступним аналізом результатів.
25 6. Формулювання учнями висновків на основі аналізу одержаних результатів (підсумки спостереження). 7. Закріплення знань, одержаних в результаті спостереження (міжпредметні зв’язки, інтеграція). Змістова лінія «Природа» Тема 4 «Спостереження за Місяцем - природним супутником Землі» Мета дослідження: визначити на основі спостереження особливості утворення сонячного та місячного затемнень. 1. Актуалізація вчителем знань учнів (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами астрономічних знань). Одним із найпоширеніших пояснень появи Місяця є те, що він виник, коли астероїд розміром з Марс врізався в Землю, незабаром після того, як Сонячна система почала формуватися приблизно 4,5 мільярда років тому. Останньою людиною, яка ходила по Місяцю, був американець Джин Чернан у 1972 році в рамках місії Національного управління з аеронавтики та космосу (NASA) «Аполлон-17». З тих пір єдині місії на Місяць виконувались за допомогою дистанційно керованих робототехнічних апаратів. 2. Визначення учнями об’єкта спостереження (затемнень) на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту): - Що нам відомо про рух планет навколо Сонця? - Чому Місяць називають природним супутником Землі? - Чи може в природі спостерігатися таке розміщення, щоб Земля, Місяць та Сонце знаходилися на одній уявній прямій? 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження. Під час повсякденних спостережень за рухом Сонця на небосхилі, ми часто з вами помічали утворення тіні. У запланованому дослідженні наше завдання – визначити, у яких випадках утворюється тінь під час руху Землі, Місяця та Сонця; які особливості їх розміщення по відношенню один до одного.
26 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів спостереження (навчаються аналізувати основні його кроки, передбачені планом, пропонувати власні ідеї): на основі використання електронного освітнього ресурсу mozaik education http://surl.li/dfykv та відповідної 3-D моделі (рис.14, рис.15) необхідно визначити, які особливості розміщення Сонця, Місяця та Землі під час сонячного затемнення та місячного затемнення; у якому із випадків спостерігається тінь та півтінь. Рис.14. 3-D модель місячного затемнення Рис.15. 3-D модель сонячного затемнення - самостійний вибір учнями засобів спостереження на основі допоміжних запитань учителя: учні для ознайомлення із 3-D моделями обирають
27 ноутбуки, планшети або смартфони, на яких учителем має бути попередньо перед використанням встановити електронний освітній ресурс mozaik education http://surl.li/dfykv 5. Проведення учнями спостереження із наступним аналізом результатів. Рис.16. Утворення тіні під час сонячного затемнення Рис.17. Утворення тіні під час місячного затемнення На основі спостереження за рухом планет на основі 3-D моделей учні визначають, що Земля, Місяць та Сонце можуть бути розміщені вздовж однієї уявної лінії. У залежності від того, Місяць чи Земля виступає в ролі «екрану», буде по-різному утворюватися тінь (рис.16, рис.17). 6. Формулювання учнями висновків на основі аналізу одержаних результатів (підсумки спостереження).
28 Учні за підсумками спостереження вказують на те, що Сонячне затемнення спостерігається, коли Сонце, Земля і Місяць розташовані на прямій лінії, Місяць може частково або повністю перекривати диск Сонця. Місячні затемнення відбуваються, коли Місяць проходить через тінь Землі. В обох випадках спостерігається наявність тіні та півтіні. 7. Закріплення знань, одержаних в результаті спостереження (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами астрономічних знань). Учні разом з вчителем виконують завдання (онлайн-гра «Так чи ні») з використанням онлайн-сервісу learningapps.org (http://surl.li/dhsdm) (рис.18). Рис.18. Онлайн-гра «Так - ні» з теми дослідження За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних у результаті дослідження, та з метою формування в молодших школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські математичні задачі та завдання, які містять декілька рівнів складності (рис.19).
29 Рис.19. Задачі і завдання трьох рівнів складності з теми дослідження
30 Змістова лінія «Природа» Тема 5 «Дослідження теплових поясів Землі» Мета дослідження: визначити на основі спостереження причин нерівномірного нагрівання Землі. 1. Актуалізація вчителем знань учнів (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами екологічних знань). Останнім часом екологи занепокоєні тим, що зростання температури на нашій планеті ставить під загрозу екосистеми. Вимирання загрожує багатьом мешканцям океану, у тому числі мідіям та молюскам. Якщо темпи потепління на Землі збережуться до ХХІ століття, то вимре близько 15% живих організмів. Вчені Гавайського університету США встановили, що це також може призвести до повного зникнення коралових рифів. 2. Визначення учнями об’єкта спостереження (теплових поясів) на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту): - Яка за порядковим номером наша планета в Сонячній системі? - Як розміщена вісь Землі? - Чи буде це впливати на нагрівання нашої планети? - Чому сонячне проміння нагріває поверхню Землю не рівномірно? 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження. У запланованому дослідженні наше завдання: проспостерігати, чи залежність кількість теплоти від кута падіння сонячних променів. 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів спостереження (навчаються аналізувати основні його кроки, передбачені планом, пропонувати власні ідеї): на основі використання електронного освітнього ресурсу mozaik education http://surl.li/dfykv та відповідної 3-D моделі (рис.20, рис.21) проспостерігати – нагрівають промені земну поверхню в різних її точках і в різний час дня однаково чи ні;
31 Рис.20. 3-D модель залежності нагрівання Землі від кута падіння сонячних променів Рис.21. 3-D модель теплових поясів Землі - самостійний вибір учнями засобів спостереження на основі допоміжних запитань вчителя: учні для ознайомлення із 3-D моделями обирають ноутбуки, планшети або смартфони, на яких вчителем має бути попередньо перед використанням встановлено електронний освітній ресурс mozaik education http://surl.li/dfykv 5. Проведення учнями спостереження із наступним аналізом результатів. Учні за підсумками спостереження встановлюють, що швидше нагрівається та частина нашої планети, на яку прямовисно падає сонячне
32 проміння. Земну поверхню умовно поділяють на частини, які називають тепловими поясами Землі. Найтепліший пояс – тепловий пояс, який розташований з обох сторін екватора, де сонячні промені падають майже весь час прямовисно. Цілий рік жарко і не буває зими. Над сушею температура повітря може сягати +60 °С. 6. Формулювання учнями висновків на основі аналізу одержаних результатів (підсумки спостереження). Нагрівають промені земну поверхню в різних її точках і в різний час дня неоднаково. Кількість теплоти, яку отримують окремі ділянки Землі, залежить насамперед від кута падіння сонячних променів. Полюси Землі і поверхня навколо Північного і Південного полюсів ніколи не бувають повністю обернутими до Сонця. На них промені падають похило, тому передають мало тепла і погано нагрівають Землю. На глобусі і картах теплові пояси Землі обмежують уявними лініями, що мають свої назви. 7. Закріплення знань, одержаних в результаті спостереження (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами географічних знань). Учні разом з вчителем виконують завдання (онлайн-гра «Так - ні») з використанням онлайн-сервісу learningapps (http://surl.li/dhysl) (рис.22). Рис.22. Онлайн-гра «Так - ні» з теми дослідження
33 За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних у результаті дослідження, та з метою формування в молодших школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські математичні задачі, які містять декілька рівнів складності (рис.23, рис.24). Рис.23. Задачі достатнього рівня складності з теми дослідження
34 Рис.24. Задачі достатнього та високого рівнів складності з теми дослідження Змістова лінія «Людина і природа» Тема 6 «Дослідження умов проростання насіння рослин» Мета дослідження: визначити експериментально найбільш сприятливі умови для проростання рослин. 1. Актуалізація вчителем знань учнів (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами біології). У більшості рослин нашої місцевості насінина не здатна проростати відразу ж після дозрівання, бо перебуває в стані спокою. У цей час у насінині процеси обміну речовин майже припиняються. Тривалість періоду спокою в різних рослин неоднакова – від трьох тижнів до кількох місяців, а то й років. 2. Визначення учнями об’єкта (квасолі) спостереження на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту). - Як ви вважаєте, сухе та замочене насіння квасолі проростає за однаковий час чи ні?
35 (ні, час різний) - За який час, на вашу думку, може прорости сухе насіння квасолі? (приблизно 10 днів) - Через скільки днів у середньому проростає насіння замоченої квасолі? (3-5 днів) 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження. Вчитель формулює завдання дослідження – визначити найбільш сприятливі умови, які потрібні для проростання насіння квасолі. 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів спостереження (навчаються аналізувати основні його кроки, передбачені планом, пропонувати власні ідеї): для визначення сприятливих умов, за яких проростає квасоля, вчитель пропонує учням переглянути відео http://surl.li/dhytr (рис.25), яке дозволяє перетворити довготривале дослідження (до 10 днів) в короткотривале (декілька хвилин), оскільки фіксує результати на декількох етапах експерименту – на початку досліду, в середині та в кінці; Рис.25. Фрагмент відео – насіння квасолі на початку спостереження
36 - самостійний вибір учнями засобів спостереження на основі допоміжних запитань вчителя: учні обирають ноутбуки, планшети або смартфони, на які вчитель пересилає авторське відео з експериментом. 5. Проведення учнями спостереження із наступним аналізом результатів. При проведенні спостереження учні звертають увагу на умови проростання насіння квасолі: № 1 – є вода, повітря, тепло; № 2 – є повітря, тепло, немає води; № 3 – є вода, тепло, немає повітря; № 4 – є вода і повітря, немає тепла. За підсумками спостереження учні встановлюють, що: № 1 – насіння проросло; № 2 – насіння не змінилося, залишилося в стані спокою; № 3 – насіння набубнявіло, деякі насінини стали слизькуватими, з’явився неприємний запах; № 4 – частина насінин набубнявіла. 6. Формулювання учнями висновків на основі аналізу одержаних результатів (підсумки спостереження). Для проростання насінню необхідна сукупність таких сприятливих умов: повітря (для дихання), вода (для розчинення і руху поживних речовин), тепло (для того, щоб процес руху поживних речовин відбувався активно). 7. Закріплення знань, одержаних в результаті спостереження (міжпредметні зв’язки, інтеграція з народознавством). Любов кожного українця до рослини має дуже глибоке коріння. Колись наші предки вірили, що кожне природне явище, кожна рослина мають душу, і тому з такою пошаною ставилися до них. Без потреби ніхто не зривав квітів та недозрілих плодів, а щоб зірвати рослину для лікування, потрібно було прочитати певну молитву-заклинання, щоб квітка сама віддалась у руки і принесла користь. Калина – це символ України. Про це співається у пісні «Ой у лузі червона калина похилилася», яка стала гімном січових стрільців, що боролися за волю і незалежність України. Червоні плоди калини стали символом мужності людей, які віддали своє життя і кров за рідний край. За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних у результаті дослідження, та з метою формування в молодших
37 школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські математичні задачі, які містять декілька рівнів складності (рис.26). Рис.26. Задачі трьох рівнів складності з теми дослідження 2.3. Алгоритм дослідження-розпізнавання 1. Актуалізація знань учнів вчителем (міжпредметні зв’язки, інтеграція). 2. Визначення учнями об’єкта дослідження на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту).
38 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження. 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження (навчаються аналізувати основні кроки дослідження, передбачені планом, пропонувати власні ідеї); - самостійний вибір учнями засобів дослідження на основі допоміжних запитань вчителя. 5. Проведення учнями дослідження: обстеження за допомогою органів чуття, опис, порівняння з іншими предметами, явищами; спільне – відмінне, до якого цілого воно належить. 6. Формулювання учнями висновків на основі аналізу одержаних результатів. 7. Закріплення результатів (інтеграція). Змістова лінія «Природа» Тема 7 «Дослідження впливу діяльності людини на природу» (на матеріалі своєї місцевості) Мета дослідження: визначити, як змінювалася площа лісових природних комплексів Чернігівщини протягом століть. 1. Актуалізація знань учнів вчителем (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами історичних знань). Вплив діяльності людини на природні умови території України активно почав проявлятися вже з пізнього палеоліту (понад 200 тис. років тому). З того часу, коли людина, використовуючи вогонь, випалювала лісові ділянки в лісовій зоні для полів, на яких вирощувала хлібні злаки, а також використовувала ліс для будівництва примітивних будівель, для виготовлення глиняного посуду, приготування їжі та опалювання житла [3]. 2. Визначення учнями об’єкта дослідження (лісові природні комплекси Чернігівщини) на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту): - Як ви вважаєте, що таке лісові природні комплекси?
39 - Що до них належить? - Яка діяльність людини може завдавати шкоди лісовим природним комплексам? 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження: на основі дослідження-розпізнавання з’ясувати, які зміни відбувалися в лісових природних комплексах Чернігівщини – збільшення або зменшення їх площі. 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження: учням необхідно порівняти результати діаграми (рис.27), які відображають зміни площі лісових природних комплексів на Чернігівщині, із відповідними видами діяльності людей за обраний період, які вказані у тренувальному завданні на основі електронного освітнього ресурсу learningapps (рис.28) [7]. Рис.27. Діаграма розподілу площі лісових природних комплексів на Чернігівщині відповідно до століть - самостійний вибір учнями засобів дослідження на основі допоміжних запитань вчителя: учні обирають ноутбуки, планшети або смартфони, на яких вчитель розміщує авторські матеріли презентації. Зауважимо, що оскільки учні згідно з Типовою освітньою програмою [4] у 4-му класі не вивчають відсотки, то вчитель використовує дані у відсотках (таблиця 1) про зміни лісових природних комплексів Чернігівщини [5] тільки
40 для побудови на їх основі відповідної діаграми, з якою учні вже знайомі з курсу математики Рис.28. Використання електронного освітнього ресурсу learningapps Таблиця 1 Допоміжні дані у відсотках для побудови вчителем діаграми 5. Проведення дослідження: обстеження за допомогою органів чуття, опис, порівняння з іншими предметами, явищами; спільне – відмінне, до якого цілого воно належить. Учні на основі порівняння діаграми (рис.27) із відповідними видами діяльності людей (рис.28) встановлюють такі спільні закономірності:
41 спостерігається постійне зменшення площі лісових природних комплексів, що пов’язано із потребами людей, вдосконаленням обробки та перевезення деревини. Увагу учнів необхідно також спрямувати на те, що особливість використання лісових природних комплексів – зв'язок економічних показників із певними історичними подіями. Наприклад, для 20 століття спостерігається найменша площа лісових природних комплексів, що можна пояснити необхідністю відбудови країни після Другої світової війни. 6. Формулювання учнями висновків за допомогою вчителя на основі аналізу одержаних результатів. Площа лісових природних комплексів Чернігівщини протягом століть постійно зменшувалася. На даний час залишається екологічна проблема: відсутність балансу між кількістю молодих дерев та вирубками лісу. Тому виникає необхідність постійного відновлення та збереження лісових природних комплексів, у тому числі Чернігівщини. 7. Закріплення результатів (інтеграція з основами екологічних знань). Чернігівський ліс займає майже 740 тисяч гектарів, тому ми дихаємо найчистішим повітрям виключно завдяки безперебійній роботі «фабрики кисню» – нашим лісам. Це особливо важливо для Чернігівщини, яку не обійшли наслідки Чорнобильської катастрофи. Екологічна цінність лісів набагато більша від вартості деревини та продукції з неї. Наші ліси – це справжні оазиси здоров я, де кожна деревна порода – не лише унікальний творець, а ще й охоронець природи і життя [5]. За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних у результаті дослідження, та з метою формування в молодших школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські математичні задачі, які містять декілька рівнів складності (рис.29).
42 Рис.29. Задачі трьох рівнів складності з теми дослідження
43 Змістова лінія «Людина і природа» Тема 8 «Дослідження властивостей матеріалів і складання пропозицій щодо їх використання» Мета дослідження: визначити властивості матеріалів найбільш вживаних у побуті та сформулювати пропозиції щодо їх раціонального використання. 1. Актуалізація знань учнів вчителем (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами історичних знань). Скло людина використовує в побуті ще із стародавніх часів. Перші вироби зі скла датовані другим тисячоліттям до нашої ери. Елементи прикрас зі скла були знайдені в Месопотамії та Єгипті, де скло було надзвичайно дорогим і вироби з нього могли собі дозволити лише заможні люди. Зі скла виготовляли посуд, прикраси. Батьківщиною скловиробництва вважається Римська імперія. На острові Морано поблизу Венеції було таємниче товариство склярів, яке тримало техніку виготовлення скла в секреті [8]. 2. Визначення учнями об’єкта дослідження (виріб зі скла та пластику) на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту): - Як ви вважаєте, чи є зручною скляна тара? - Чи має перевагу пластикова тара порівняно зі скляною? - Яку пляшку для води брати собі у рюкзак: одноразову пластикову чи скляну? 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження: на основі дослідження-розпізнавання виявити спільні та відмінні властивості скла та пластика; сформулювати пропозиції щодо їх раціонального використання. 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження (навчаються аналізувати основні кроки дослідження, передбачені планом, пропонувати власні ідеї): вчитель пропонує учням на основі використання допоміжної таблиці 2, в якій вказаний перелік фізико-механічних властивостей та особливості виготовлення скляних та пластикових виробів,
44 визначити: які з властивостей належать виробу зі скла, а які – виробу з пластику; які переваги та недоліки вони мають (рис.30); - самостійний вибір учнями засобів дослідження на основі допоміжних запитань вчителя: пластикова пляшка об’ємом 0,5 л та скляна пляшка такого самого об’єму. Таблиця 2 Фізико-хімічні властивості виробів прозорість хімічна стійкість (не забарвлюється іншими речовинами) термостійкість крихткість водонепроникність низька стійкість до високих температур пластичність стійкість до механічних навантажень Рис.31. Використання електронного освітнього ресурсу learningapps 5. Проведення учнями дослідження: обстеження за допомогою органів чуття, яку пляшку для води брати собі у рюкзак (одноразову пластикову чи скляну) залежить від призначення – як ми будемо її транспортувати (наприклад, якщо беремо у тривалу подорож, то краще обрати пластикову пляшку, щоб не розбити її). У залежності від мети (екологічна безпека,
45 транспортування, здоров’язбереження та ін.) учні формулюють пропозиції щодо раціонального використання скляних та пластикових виробів. 7. Закріплення результатів (інтеграція з основами екологічних знань). Для виготовлення пластикової пляшки необхідна нафта, яку добувають зпід землі. Потрібно пробурити кам’яну породу. Металеві труби доправляють нафту вгору, до величезних цистерн. У них нафту везуть на нафтопереробний завод, де її переганяють і переробляють, щоб отримати нафтопродукти, які потрібні для різних виробництв, і для виробництва пластикових пляшок. На кожному етапі процес переробки нафти може спричинити серйозні екологічні наслідки. Для виготовлення скляної пляшки потрібен кварцовий пісок – це основа, яку потрібно розплавити, додавши соду і вапно. Виготовлення скла – процес досить жаркий, трудомісткий і небезпечний. Спочатку всі компоненти змішують і плавлять в спеціальній печі. Після того, як піщинки з'єднаються між собою, перетворившись в однорідну масу, її відправляють у ванну з розплавленим оловом (його температура вище 1000⁰С). Рис.32. Задачі середнього та достатнього рівнів складності з теми дослідження
46 Рис.33. Задача високого рівня складності з теми дослідження За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних у результаті дослідження, та з метою формування в молодших школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські математичні задачі, які містять декілька рівнів складності (рис.32, рис.33). Змістова лінія «Природа» Тема 9 «Використання енергії Сонця – джерела світла і тепла на Землі» Мета дослідження: виявити особливості практичного використання енергії Сонця. 1. Актуалізація знань учнів вчителем (міжпредметні зв’язки, інтеграція з основами історії).
47 Люди завжди намагались використовувати потенціал Сонця. Відома історія, як у 212 році до н.е. Архімед спалив цілий римський флот під час облоги Сиракуз, фокусуючи сонячні промені на кораблях за допомогою дзеркал. Завдяки маніпуляціям із лінзами розводили багаття і плавили метали. Стародавні єгиптяни проєктували свої будівлі таким чином, щоб стіни вдень накопичували сонячне тепло і гріли будинок уночі [18]. Однак перетворювати сонячне світло в електричний струм почали тільки 67 років тому. 2. Визначення учнями об’єкта дослідження (сонячні батареї) на основі проблемних запитань вчителя (навчаються визначати головне в інформації природничого змісту). Як ви вважаєте, чи можна накопичити сонячну енергію? Які сучасні пристрої для цього використовують? Для чого, на вашу думку, використовувати сонячну енергію на станціях у відкритому космосі? 3. Визначення вчителем конкретних завдань дослідження: на основі дослідження-розпізнавання виявити переваги та недоліки в роботі пристроїв, які споживають сонячну енергію. 4. Підготування до проведення дослідження: - конкретизація вчителем разом з учнями етапів виконання дослідження (навчаються аналізувати основні кроки дослідження, передбачені планом, пропонувати власні ідеї): на основі відео, запропонованих в Ютубі http://surl.li/dhifr http://surl.li/dhihh, виявити у чому полягають особливості практичного використання прожектора із сонячними батареями та мобільних сонячних панелей, призначених для освітлення приміщення, порівняно із традиційними джерелами та споживачами енергії; - самостійний вибір учнями засобів дослідження на основі допоміжних запитань вчителя: учні обирають ноутбуки, планшети або смартфони, на яких вчитель пересилає покликання джерела в Ютубі. 5. Проведення учнями дослідження: учні на основі перегляду відео визначають переваги та недоліки в роботі сонячних батарей та мобільних сонячних панелей порівняно із традиційними джерелами та споживачами
48 енергії, використовуючи електронний освітній ресурс learningapps (рис.34), створений вчителем на основі допоміжної таблиці 3. Рис.34. Використання електронного освітнього ресурсу learningapps Таблиця 3 Переваги та недоліки пристроїв, які споживають енергію Сонця, порівняно із традиційними джерелами та споживачами енергії Пристрій Переваги Недоліки Прожектор із сонячними батареями Може працювати без підключення до електромережі Потребує врахування погодних умов для роботи Економно споживає електроенергію Потребує часу для накопичення енергії Лампа денного світла Має компактні розміри Потребує ввімкнення в електромережу Розрахована на 5 років безперервної роботи Не завжди є екологічно безпечною мобільна сонячна панель Продукують енергію дві сторони панелі Має високу вартість Регулюється кут нахилу до сонця Потребує врахування погодних умов для роботи Максимально використовує також відбите світло Електрогенератор Може працювати тривалий час - до 10 років Має великі розміри, важкий 6. Формулювання учнями висновків на основі аналізу одержаних результатів. Сонячні батареї та мобільні сонячні панелі мають як переваги,
49 так і недоліки у своїй будові та у принципах використання. Однак переваг у них значно більше: можуть працювати автономно, економно споживати електроенергію, максимально використовувати енергію світла. 7. Закріплення результатів (інтеграція з основами екології). Іноді люди задають питання: «Навіщо інвестувати в сонячну енергію, якщо є вугілля?». Використання сонячної енергії не шкодить навколишньому середовищу, а вугілля навпаки. Крім того, видобуток вугілля є шкідливим для здоров’я шахтарів та збільшує показник ртуті та вуглекислого газу в повітрі [19]. За умови змішаного навчання учнів з метою закріплення знань, одержаних у результаті дослідження, та з метою формування в молодших школярів природничо-математичної компетентності, вчитель пропонує учням розв’язати вдома на основі використання інтерактивного аркушу wiser.me авторські математичні задачі, які містять декілька рівнів складності (рис.35, рис.36). Рис.35. Завдання середнього рівня складності з теми дослідження