Современное школьное образование, часть 1

Автор: Librarian · Опубликовано 12/02/2013 · Обновлено 12/02/2015

Хочу вынести на обсуждение несколько тем, касающихся современного школьного образования. Всё будет представлено на примере урока по физике.

Как должна быть поставлена школьная задачка? Какова должна быть сложность? Что должны представлять из себя лабораторные работы?
Интернет — образование. Возможно ли в России создание аналога онлайн архива лекций (и не только) khanacademy.org? Именно нормальных уроков и лекций, связанных в один программный курс, а не пособий по дрессировке к ЕГЭ. Как советская система образования может выглядеть в современных медиа (видео-лекции, интерактивные приложения)? Кто будет это делать?
???

Здесь представлена первая часть, остальные будут позже.

Какими бывают школьные задачки

Задача: “Прохождение Венеры по диску Солнца”

Как известно, изредка Венера проходит по диску Солнца. Последнее такое событие было совсем недавно – 6 июня сего года.

Давайте пофантазируем, какая могла бы получиться задачка по физике на эту тему. Будем двигаться от формулировки для школьника с хорошей подготовкой по ниспадающей. Итак.

Вариант А

Оцените, как часто Венера проходит по диску Солнца.
Дано: любые справочные данные.

Лаконичное условие. В данном варианте мы предполагаем творческую задачу, максимально приближенную к исследовательской работе.

Для того, чтобы выявить все эффекты задача требует несколько последовательных шагов, каждый из которых вполне тривиальный. Задача хороша тем, что можно глубоко копнуть и качественно показать чередование промежутков между затмениями, а можно и грубо оценить частоту.

Краткое решение:
1. Из-за того, что Венера и Земля находятся в разных плоскостях (угол примерно 3 градуса), описываемое событие происходит не каждый раз, когда Венера оказывается между Землёй и Солнцем, а только когда это происходит вдоль прямой пересечения плоскостей орбит.
2. Зная, что последнее событие было 06/06/2012 и заметив, что отношение периодов Земли и Венеры примерно 13/8, мы можем заключить. что в следующий раз планеты окажутся в той же конфигурации через 8 Земных лет (или через 13 лет Венеры).
3. Обратив внимание на то, что отношение периодов всё-таки не ровно 13/8, а с хвостиком, можно оценить через сколько лет этот хвостик даст значимый сдвиг по фазе. Для этого надо оценить продолжительность затмения (это делается из простой геометрии) и сравнить её с хвостиком. Не делая особо точных расчётов можно сделать вывод, что промежутки времени между событиями будут чередоваться так: сначала пара раз по 8 лет, потом происходит расфазировка и наблюдается промежуток в ~100 лет, в течение которого накапливается сдвиг равный одной фазе, после чего повторяется цикл.

Вариант Б

А) При каком положении планет (в какое время года) наблюдается описываемое явление?
Б) Как часто планеты возвращаются во взаимную конфигурацию, если один год на Венере примерно равен 8/13 Земных лет?
В) Как изменится ответ в пункте Б, если отношение периодов не ровно 8/13, а 0.61533?

Уже есть подсказка хода действий в самом условии. Дано может быть подобрано так, чтобы получался красивый ответ.

Вариант В

А) Угловая скорость Венеры по небу в момент прохождения между Землёй и Солнцем V_в, угловая скорость Солнца V_с, угловой размер Солнца S. Найдите длительность прохождения Венеры по диску Солнца используя формулу номер 352 из рекомендованного учебника (Пирюлькин и Ковырюлькин, 2012, издание 9-ое дополненное).
Б) Отметьте на рисунке, в каких точках орбиты происходит описываемое явление.

Тут уже требуется лишь использовать формулу. К контрольной работе эту формулу надо будет уже запомнить. Более того, все обозначения переменных в условии задачи будут совпадать с теми, что в учебнике, чтобы не дай Бог не запутать школьника!

Вариант Г

Длительность прохождения Венеры по диску Солнца:
А) 100 лет
Б) 1 год
В) 10 часов
Г) 1 секунда

Частота события:
A) 1 млн лет
Б) Чередование в 100 тыс лет и 1 млн лет
В) Чередование в 100 лет и 8 лет
Г) Никогда

Вариант Г для школьников, что сидели на уроке, и у которых что-то оседало в голове.

Естественно, спектр условий от А до Г практически непрерывный.

Из-за злоупотребления подготовкой к ЕГЭ, как по вине родителей, так и по инициативе школ, теряются полностью задачи типа А-Б и почти что В. Вопрос – плохо ли это? Приведу пример. Если я вас спрошу, как раскрыть скобки (а+б)*(в+г), то как вы начнёте думать? Наше фундаментальное образование предусматривает, что мы помним правило в духе: “каждое слагаемое первой скобки надо умножить на каждое слагаемое второй скобки”. И после того, как вы вспомнили это правило, пишете ответ: а*в+а*г+б*в+б*г. Отлично. А в США порой учат самой формуле, и у студента от зубов отскакивает формула без задержки на размышление. А если попалось три слагаемых – выкарабкивайся сам.

Не верите? Тогда скажите, как решается квадратное уравнение. Первое, что приходит на ум: “минус бэ плюс-минус корень из …”. Но это не “как решается”, а “какие корни”. Другими словами, эту формулу мы все дружно вызубрили и на самом деле немногие смогут её вывести или даже просто доказать. Хотя её вывод входит в стандартный школьный курс.

Эти примеры я привёл для того, чтобы проиллюстрировать то, какими бывают знания. Я бы их разделил на зубрёжку (В и Г), понимание (Б) и осознание (А). Зубрёжка – это знание формулы, понимание – знание формул и области их применения, осознание – возможность вывести. Получается, что среднестатистический россиянин (как мне кажется) открытие скобок знает на уровне осознания, а формулу корней квадратного уравнения где-то между зубрёжкой и пониманием. Но вот открытие скобок уж точно у нас никто зубрёжкой не учит.

Вывод следующий. Два студента могут решить задачу про Венеру и иметь пятёрку по астрономии за четверть. Но вот в зависимости от того, как была поставлена задача, ценность их трудов может быть принципиально разная. Минобр хочет сделать так, чтобы “студент из глубинки получил те же знания, что и студент в мегаполисе”, и “знания бы их оценил тест ЕГЭ”. Ну господа… Это как ради оптимизации производства делать ботинки только 36-го размера, а всем у кого нога больше отрезать пальцы. Конечно, я за повышение уровня образования в провинции, но не путём понижения среднего арифметического по стране.

Также хочу задать вопрос, — должны ли по вашему мнению окружающие вас люди уметь решать квадратное уравнение? По-моему, это устанавливает качество жизни, ровно и как умение отжиматься, знание стран входящих в БРИКС, уверенное владение email и осознание необходимости пересечения дороги только на зелёный свет.

Иллюзорность знаний

Чем же плоха зубрёжка? Нынешнее министерство образования, скажет, что мол оно и не надо, глубокие знания нужны единицам, а остальные пусть вызубрят базу и хватит. Но зубрёжка, вкупе с платностью образования, чревата полной деградацией. Объясню почему. Представьте хорошего школьного преподавателя или лектора начальных курсов. Какое впечатление о своём предмете он вам оставил? Лично у меня, что я ничегошеньки не знаю, что предмет необъятен и скрывает много неизведанных омутов. И это правда. А теперь представим, что я плачу преподавателю за каждое занятие. Ему придётся создать у меня иллюзию, что я становлюсь профессионалом в данной области не по дням, а по часам! Более того, достигаться это будет путём зубрёжки. В итоге, мы будем иметь молодых людей неадекватно оценивающих свои знания/способности. По моему мнению, этому явлению подвержено огромное количество студентов в США. Да и у нас, всё больше и больше молодых людей, страдающих этим недугом.

Лабы

Немного про лабораторные работы.

Моделируем ситуацию. Ваш приятель, школьный учитель по физике (допустим 11-го класса), попросил вас провести лабораторную работу по измерению ускорения свободного падения g, так как ему надо срочно отвозить маму на дачу, а то рассада завянет. И вот вы сидите и думаете, как же подготовиться к лабе. Ищете в интернете методички, придумываете, что говорить. Чтобы ещё интересно было! В конце концов, вы начеркали какой-то текст, подготовили секундомеры, камушки, ниточки, линеечки… Приходите к детям. Умненькие качают маятники, наивные сталкивают камни со шкафа, продвинутые паяют цепь, хитрые снимают падение на сотовый. Более-менее реалистично?

А теперь я расскажу, как эту лабораторную я проводил у первокурсников универа США, где учиться стоит от ~40 тыс $ в год.

Дано: электрическая магнитная катушка с блоком питания, мигающий светодиод с известной частотой закреплённый на металлическом стержне, продвинутый фотоаппарат с регулировкой выдержки, программка, позволяющая переводить пиксели в метры… И ко всему этому подробнейшая инструкция, как и когда на какую кнопку жать.

Методику описывать не буду, ибо думаю, что она очевидна. Ниже приведена одна из фотографий:
Современное школьное образование, часть 1

Никакого статистического нахождения ошибки не требовалось. Просили построить график в Excel скорость/время, и объяснить, почему ближе к земле точки превращаются в чёрточки. Многие не смогли.

Цель оправдывает средства? Исключительно американский подход. Но правильно ли это?

Но это ещё половина беды. Что касается лабораторных работ, то тут есть ещё один огромнейший промах. В Российской системе предполагается, что тебя будут мучить до тех пор, пока ты не напишешь отчёт (порой по ГОСТу надцатого года) и не сдашь устно преподавателю. В итоге по лабораторным у нас принято получать зачёт/незачёт. В моём университете США предполагается, что за лабораторную студент должен получить какой-то балл, и потом эти баллы в сравнении с баллами других студентов будут определять его оценку. Ведёт это к тому, что студенты порой работают обособленно или по группам, редко помогают соседу, и, что самое печальное, я не могу им подробно растолковать их ошибки потому как тогда, все получат балл близкий к максимальному. Единственное, что я мог бы сделать — это объяснить всем ошибки постфактум, но оно уже никому не надо.

Снова оговорюсь, что есть у них и вполне адекватные лабораторные работы, которые используют такое оборудование, что нам и не снилось. Я лишь выбрал экстремальный пример.

Вывод. В идеальном варианте лабораторная работа должна показать, откуда берутся числа в справочнике. И почему им не всегда стоит доверять. По крайней мере так учили меня, и, при всём том идиотизме с методичками 80-х годов и осциллографами видавшими Сталина, должен признать, что задумки хорошие. Американская же лабораторная работа должна быть весёлой и создать впечатление, что ты крутой гик с кучей всяких девайсов (углы они измеряют не транспортиром, а электронными угломерами, естественно). Опять же иллюзия, в которую легко поверить. Я бы сказал, что вера в пользу от такой лабораторной сродни вере в похудание от диетической колы.

В следующем посте я хотел поговорить о лекциях и, просуммировав с выводами из этого поста, написать, как я вижу советскую систему образования (ярым сторонником которой я являюсь) в формате онлайн курсов. Надеюсь, эти темы покажутся вам интересными для обсуждения.