Две методические статьи

Инновации и реальность

Жизнь меняется, и изменения постепенно проникают даже в школу - один из самых консервативных институтов общества. Как направляет этот процесс государство российское? Кое-что удалось понять на семинаре, который на днях провел Национальный фонд подготовки кадров (НФПК). Речь идет об очередном этапе выполнения проекта «Информатизация системы образования».

Пойди туда, не знаю куда

Заказчиком проекта является Министерство образования и науки РФ, а выполняется он на средства займа Всемирного банка, предоставленного на достаточно мягких условиях (не более 2% годовых, выдан на семнадцать лет). Это уже четвертый по счету проект НФПК. Он включает в себя не только работу с авторами и издательствами, призванную обеспечить новый образовательный продукт, но и выбор «пилотных» регионов для выполнения проекта и даже подготовку в педвузах новой генерации учителей, способных реализовывать новации в школьной жизни.

Для воплощения задуманного избрано семь регионов, по одному в каждом Федеральном округе. Там выбраны школы - где-то престижные и хорошие, где-то те, на которых не очень жалко экспериментировать. В них поступила неплохая техника, причем не просто ПК да проекторы: школы получили и измерительные приборы, и карманные компьютеры. Содержание, которое загрузит это богатство работой, обеспечит Единая Коллекция цифровых образовательных ресурсов¹, которая должна быть доступна для всех школ России. Это хранилище, поддерживаемое специальной организацией, должно пополняться благодаря сети конкурсов по разработке и закупке электронных материалов. Пока критическая масса контента, превращающая хранилище в незаменимую опору педагога-новатора, не набрана, но кое-что в коллекцию уже помещено. В ней более 22 тысяч объектов, открыто для доступа без малого 9 тысяч. Правда, на взгляд автора, главный интерес из открытого на сегодня материала представляет коллекция русской классической музыки².

Результаты предыдущих усилий по информатизации образования уже в работе. Так, в декабре 2004 года подавляющее большинство российских школ получило медиатеки, состоящие из сделанных по госзаказу обучающих CD. Не хочется порочить доброе начинание, но на одно обстоятельство обратить внимание все же стоит. Автору показалось, что количество смысловых и фактических ошибок в этих материалах гораздо выше, чем в традиционных полиграфических учебных пособиях. С чем это связано? Может, с тем, что ИТ- и специальная квалификация разработчиков не всегда хорошо коррелируют. Может, с тем, что контроль качества в новой отрасли еще не налажен. А может, и с тем, что в мультимедийных продуктах баги заметнее, чем в печатных.

В любом случае, в цифровую форму переводятся очень разные ресурсы. Приведу лишь один «живой» пример. Докладчик представляет цифровой ресурс для изучения зоологии в школе. Проектор показывает рабочий стол компьютера, на котором две картинки с подписями. Под одной написано «синий кит», под другой - «инфузория туфелька». Новаторство заключается в том, что, щелкнув мышью на этих картинках, можно получить информацию про «Подцарство Многоклеточные» и «Подцарство Простейшие"³. Может, конечно, там были и иные революционные идеи, но автор этого текста их не смог осознать. Дело в том, что с надписью «синий кит» соседствовало фото кашалота (он был снят через толщу воды и потому приобрел голубоватый оттенок), а «инфузорией туфелькой» было что-то вроде евглены (жгутик которой сфотографирован нерезко и потому незаметен). Мозги зоолога от таких подстав отключаются напрочь. Кстати, описываемый проект успешно прошел российское и заграничное рецензирование…

Начавшийся уже сейчас разговор об ошибках в утвержденных и даже закупленных цифровых ресурсах с течением времени будет все интереснее. В рамках займа средства на их исправления не предусмотрены, и надо утешаться тем, что каждый отвечает за свою работу. На семинаре, впрочем, обсуждалась примечательная аналогия. Первые безлошадные повозки были хуже, чем привычные конные экипажи: дороже, капризнее, неудобнее. Но люди, обладавшие чутьем на новое, все равно стремились внедрять именно их, невзирая на поломанные конечности и прочие неприятности. Развитие автомобилестроения доказало их правоту.

Итак, самое главное - пополнение государственной коллекции. Для этого проводятся конкурсы на разработку новых обучающих средств со сложноперевариваемыми названиями ЦОР, ИИСС и ИУМК.

ЦОР (цифровые образовательные ресурсы) должны встраиваться в имеющуюся школьную практику. ИИСС (информационные источники сложной структуры) предусматривают определенные изменения в сложившейся действительности. Дело в том, что технологические изменения с большой вероятностью повлекут и изменение в характере деятельности учеников и учителей. Обсуждавшийся на семинаре пример. Для написания сочинения можно использовать ручку-бумагу, а можно компьютер. Но как только сочинения начнут создаваться в электронной форме, появится возможность длительной работы с меняющимся (в том числе под влиянием замечаний учителя) текстом. А это уже педагогическая инновация. Кстати, надо понимать, что система образования не примет инновации с распростертыми объятиями. Чем серьезнее будет изменение, тем большим окажется сопротивление консервативной школьной среды. Между прочим, это не так уж и плохо…

Наконец, третья группа информационных ресурсов - ИУМК (инновационные учебно-методические комплекты) - полный набор средств обучения, включающий бумажные, цифровые и сетевые компоненты. По замыслу организаторов, их должна характеризовать направленность на подготовку учащихся в жизни информационного общества (а не на традиционные задачи школьного обучения). Буква «И» в названии ИУМК означает, что никто не знает, что же на самом деле запланировано получить. Ориентироваться придется на местности, прямо во время испытания (а то и внедрения). «Пойди туда, незнамо куда…"

Семинар, в котором участвовал автор, собрал победителей конкурса ИУМК. В результате отбора (который выполняли более чем 150 экспертов, 15 из которых - международные) из 229 заявок были выбраны 37. Из них 26 пришли из Москвы и Петербурга, а 2 - из-за границы: из США и Украины. Остаток - вся Россия.

Цивилизация в школе

На этом этапе написания отчета автор хотел рассказать о нескольких победивших проектах. Увы, ситуация непроста. Кое-что понравившееся соединено с тем, что не хотелось бы публично критиковать. Что-то вызывало у самих же экспертов НФПК реакцию: «ну, раз уж вы оказались победителем нашего конкурса, давайте постараемся придумать, что же инновационного в вашей работе». Придется рассказать всего о двух проектах, один из которых безусловно понравился, а другой - свой.

Школьников московской гимназии №1567 уже много лет подряд начиная с пятого класса учат проводить научные исследования. Постановка задачи, изготовление измерительных приборов, фиксация и интерпретация результатов наблюдений, презентация исследования. Ученические работы, выполнявшиеся в ходе обучения, сочетают и детскую наивность, и гениальные озарения. Вы знаете, что при изготовлении в домашних условиях ареометра можно воспользоваться пластиковым шприцем, который утяжелен парой надетых на носик гаек - на нем уже есть разметка, которую остается лишь откалибровать? А вы можете определить, как связана высота, на которую выпрыгивает погруженный в воду мячик для пинг-понга, от глубины его погружения? Не торопитесь отвечать, зависимость нетривиальна⁴. Так вот, коллектив из семи учителей, ученых и методистов, первая в списке членов которого - Елена Ильинична Африна, представил ИУМК, который должен помочь перенести уже сложившуюся практику на иную почву, подготовив изучение естественных наук в старших классах.

А автор этих строк совместно с Александром Козленко из киевской софтверной фирмы «Квазар-Микро» и Мариной Кравченко из Харьковского национального университета представлял проект «Экология. Конструирование биосферы» (тот самый единственный, который из Украины). Мы хотим, чтобы будущие граждане сохранили среду своего обитания пригодной для жизни. Значит, мы должны дать им опыт применения знаний о взаимосвязях в живой (и не только живой) природе. На земной биосфере этот опыт получить нельзя, значит, нужен компьютерный симулятор иной планеты. А откуда ученики должны взять необходимые для управления этим симулятором знания - из учебника? Нет, из исследовательских цифровых моделей, представляющих уже настоящую, земную действительность. А как заинтересовать детей этой странной задачей? Организовать проектную работу команд и конкуренцию между ними. Итак, дорогие ученики, объединяйтесь в группы, составляйте заявки на преобразование пустующих планет, заселяйте их прокариотическими биосферами, приспосабливайте к условиям этих планет растения и животных, конструируйте экосистемы, стройте города и обеспечивайте их существование. В учебнике объяснено, на какие вопросы вы должны найти ответы, и сказано, какие из моделей вам могут в этом помочь. И торопитесь - конкуренты не спят!.. Теперь осталось всего-то воплотить эти идеи в тексты учебников и программ. Ой-ей-ей!

А еще на семинаре показывали объектно-ориентированную среду для решения обычных физических задач. Перетаскивая мышью, собираешь модель, подставляешь формулы, и вперед. А при изучении экономической географии ученик сможет вставить описание какого-то древнего города, историю которого он изучил, на сайт поддержки ИУМК. Идей, на самом деле, немало, вопрос в том, насколько хорошо они будут реализованы.

Без юристов никуда

Чрезвычайный интерес вызвало выступление специально приглашенного юриста. Постоянным читателям «КТ» не нужно объяснять, что копирайт в первую очередь блокирует создание нового контента, во вторую заботится о крупных держателях чужих произведений, и лишь в третью защищает автора, рискнувшего создать что-то новое. Для большинства авторов ИУМК такое понимание оказалось неожиданностью. Если автор или издательство хотят произвести целостный продукт без огромной головной боли, самое простое решение - делать все от начала до конца заново. Хотя государство создало библиотеку цифровых ресурсов, пользоваться ей практически невозможно.

Предположим, автор взял в публичном доступе результат чужой работы и вставил его в свой контекст. Потом он передал этот результат государству и получил за свою работу деньги по договору. Уже этим он создал сложнейшую коллизию, при распутывании которой окажется крайним. А если чужой продукт еще как-то модифицирован или переосмыслен - это вообще ужас⁵… «Копирайтное» решение таково: вставлять в свои продукты ссылки на чужие ресурсы, которые при обращении к ним будет загружать из централизованной библиотеки конечный пользователь в школе. Как вы думаете, это технологично? Конечно, права можно попросить или купить, но какой сложной оказывается эта процедура!

Автор порадовался, что делает продукт по экологии - в конце концов, в десятый раз пропишет (а издательство - воплотит в ПО) то, что есть и в аналогичных продуктах. Даже хорошо - если сможем, сделаем лучше, чем у других. А каково тем, кто творит ИУМК по истории живописи? Пускай все заново сами рисуют⁶!

И под конец - одна действительная история, врезавшаяся в память после окончания семинара. В одном из регионов необъятной России получили распространение флэш-технологии в работе с учителями. Заезжий любопытец узнал, что они заключаются в том, что учителя переписывают методические материалы и руководящие указания на свои флэшки.

Будем верить, что российское образование успешно ассимилирует и нынешние инновации.

Об изучении химии и не только о нем…

Меня попросили высказать суждение по вопросу, в котором я не очень-то силен, - о проблемах преподавания химии в школе. А, была не была, рискну. Для начала распишусь в том, что я, как биолог, уважаю и даже люблю химию (а также геологию, физику, астрономию, космологию и другие естественные науки). Хоть эти науки и дают меньшую, чем биология, возможность для сопереживания, но они все же завязаны в один узел естественнонаучным мировоззрением. Вам ведь известно, что науки делятся на естественные, неестественные⁷ и противоестественные⁸? Человек, который понял основы естественных наук, переходит в новое качество. Он видит взаимосвязи, которыми сцеплены свойства окружающего его мира, понимает, как сплетена «ткань бытия⁹». Помните старое значение слова «космос»? Оно включало представление об упорядоченности, закономерности мироздания (Универсума), противопоставляя космос хаосу. Сейчас, наверное, невозможно поместить в одной голове знание всех естественных наук на современном уровне; едва ли не последнюю попытку такого рода сделал Александр фон Гумбольдт, универсальный гений начала XIX, уже позапрошлого века. Но даже начатки этих наук дают шанс на целостную картину этого мира, на иной уровень диалога с ним. Так как же сформировать естественнонаучное мировоззрение в школе?

В школе дети изучают основы наук. Почему науке, лишь одному из способов взаимодействия с действительностью, уделяется такая честь, вопрос особый. Так или иначе, будущий водитель троллейбуса должен знать, что у круглых червей полость тела первичная, у кольчатых - вторичная, а у членистоногих - смешанная (простите, привожу примеры из своей области).

Зачем? Не знаю. Вы думаете, в школьных программах отражено понимание, зачем что-то надо учить? Например, для своей работы я сформулировал такое предназначение школьного курса зоологии: сформировать у детей заинтересованно-бережное отношение к животным, нашим замечательным родственникам. Ну, а изучение конкретных программных вопросов пусть развивает способность детей к мышлению и установлению взаимосвязей… Разделят ли мой подход соответствующие ведомства? Вряд ли. Им проще проверять знание фактов. Неуклюжий переход на тесты¹⁰ только ухудшает привязку обучения именно к накоплению массы конкретных знаний. Что могло бы давать изучение химии? Развивать способность к мышлению. А еще? Делать мир вокруг нас понимаемым, закономерным, интересным! Плюс давать массу практически полезных сведений. Когда более четверти века назад я начал учить химию в седьмом классе, я нахватал троек. Надо было запомнить кучу каких-то реакций и свойств, которые были для меня разрозненной кучей фактов. Родители попросили поговорить со мной их знакомого, хорошего школьного химика. Он побеседовал со мной, сидя на скамейке в своем саду, а потом в этакой перипатетической манере продолжил разговор в течение похода в продуктовый магазин и обратно. В ходе этой аудиенции он не стал мне объяснять множество фактов-следствий, а изложил мне их причины, главные принципы. В какой-то степени эти принципы звучат мифологически, но это не мешает использовать их в качестве фундамента для выстраивания фактов. Итак, есть атомы, состоящие из ядер с электронными оболочками. Эти атомы стремятся довести свои электронные оболочки до совершенства, до полноты. Тем, у кого до совершенства не хватает немного, и у кого сильно` взаимодействие ядра с наружными электронами, проще дополнить то, что у них есть. Имеющим мало и плохо удерживающим - проще отдать. Дополнять можно, объединив или отобрав… Сравнение «силы» стремления ядра обладать электронами объясняет, какие реакции идут, а какие - нет. А то, сколько электронов принимают или отдают атомы, определяет соотношения реагентов и формулы получающихся веществ.

А что, моя школьная химичка этого не знала? Конечно, знала. Но у нее не было повода доверительно поговорить с отстающим учеником: она была занята отработкой целей и задач конкретных уроков. Сегодня надо выучить, что эта реакция идет при таких-то условиях, а та - при сяких, неужели это трудно запомнить? А потом ситуация изменилась, преподавать химию к нам в класс пришел биолог, и все стало легко и понятно.

Вы считаете, мне просто не повезло с первым учителем химии? Но похожие вещи были и с математикой. Математичка, считавшая меня тупым, требовала, чтобы я запомнил правила действий с такими и сякими функциями, считая, что тут нечего рассусоливать. Тогда я шел к физику, который оценивал меня, пожалуй, незаслуженно высоко. Физик объяснял мне, что производная - это скорость, а интеграл - это площадь под кривой, и показывал, при решении каких естественных задач полезны эти функции. Получив излишние, с точки зрения математички, пояснения, я часто не так, как требовала методика, решал предлагавшиеся задачи. Точно не знаю, улучшилась ситуация с преподаванием химии, математики и других наук в школе по сравнению со зрелым застоем или ухудшилась; по аналогии с биологией и по снижению уровня подготовки студентов предполагаю, что ухудшилась¹¹.

Владение материалом состоит из двух взаимодополнительных, но независимых компонентов - знания фактов и понимания взаимосвязей. Знание без понимания мертво. Понимание не может не опираться на знание, но, раз возникнув, стремительно раздвигает его горизонт…

Увы, тут встает одна печальная проблема. К пониманию способны не все. Почему в массовой школе совершенствуют знание, а не понимание? Потому что с таким обучением справятся (кто лучше, кто хуже - в зависимости от прилежности и развития памяти) практически все. Изучение с опорой на понимание недемократично, ибо необщеприемлемо. Это то, что можно позволить лишь в какой-нибудь «элитарной» школе¹².

Как бы я преподавал химию? В «массовой» школе - ума не приложу. А в настоящей, где детей учат всерьез, попробовал бы применить идею, которую сейчас со своими коллегами развиваю в курсе экологии, одной из интегрирующих естественных наук¹³. Логика там такова: как понять принципы функционирования нашей биосферы? Сконструировав (в компьютерной модели) искусственную биосферу на какой-то необитаемой планете!

Так вот, наверное, если бы я размахнулся на инновации в преподавании химии, я бы предложил детям разработать альтернативную химию. Так, мне и самому было бы интересно построить химию для двухмерного пространства, иным стабильным количеством «2D-электронов» в оболочках «2D-атомов», а значит, и иными «2D-элементами», иной таблицей «2D-Менделеева¹⁴», иными валентностями и иными формулами «2D-веществ». Что самое интересное, и в этой химии будут возможны окисление и восстановление, будут свои металлы и неметаллы, кислоты и щелочи… Вероятно, чтобы разработать такую «2D-химию», ученику понадобится разобраться в «3D-химии» так, что он ее начнет по-настоящему понимать. А авторам такого учебного курса понадобится решить нетривиальные задачи по придумыванию и программированию среды, которая позволила бы это сделать. Ну а «4D-химию» вынесем на факультатив для особо одаренных.

Этими методами мы объясним существенную часть общей и неорганической химии. А как быть с органикой? Определить, какой «2D-элемент» будет выполнять функции углерода. Определить, сколько он будет образовывать ковалентных связей (стоп, тут нет особого выбора: четыре - не будет новизны, две - не будет нужного разнообразия соединений; значит, три). Такая «2D-органическая химия» будет беднее обычной, но позволит быстро разобраться со всеми классами соединений (и позволит потом задаться вопросом о том, какие группы веществ из «3D-органики» невозможны в «2D"). А на каких «2D-соединениях» запустим матричный синтез?

Сколько времени должен занимать такой курс? Не более года, а может, всего и половину. Спорим, что будучи правильно проведен, он сократит время, необходимое для изучения основной, «нормальной» химии? Увы, программу придется менять. Что скажут контролирующие органы? Страшно подумать…

Потянет среднестатистический школьник такой курс? Наверное, нет. Но это не означает, что такой курс не нужен - кто-то с ним справится. Прочтет такой курс среднестатистический учитель? Нет. Но какая-то часть учителей, особенно молодых да компьютеризованных, заинтересуется и справится. А что предложить «широким массам"? Не знаю. Возможно, занимательные и поучительные рассказы о свойствах веществ и материалов. Так, по крайней мере, честнее - есть надежда, что учебный материал будет усвоен. Может, тогда «понимательная» химия станет престижной, и новые русские будут добиваться, чтобы их дети учили именно ее. Увы, тут встает проблема из области социальной инженерии. Как сделать так, чтобы обучение, основанное на понимании, не подгребла под себя наша «элита», отбирая учеников по статусу или богатству родителей? Вероятно, это тема отдельного разговора. Думаю, что решение состоит в том, чтобы сделать это обучение действительно требующим хорошего развития мозгов, и в том, чтобы финансово заинтересовать учебные учреждения в увеличении числа учеников, успешно осваивающих такую «понимательную» программу.

Что там на очереди? Физика? Жаль, космологию в школе не учат!