Сколько раз выпадут «орел» и «решка», и где найти идеи для экспериментов

20 февраля в рамках программы, разработанной Институтом проблем образовательной политики «Эврика», состоялись вебинары, посвященные экспериментальной деятельности на уроках физики и математики. Их провели ведущий научный сотрудник лаборатории проектирования деятельностного содержания образования МГПУ Владимир Львовский и кандидат психологических наук, преподаватель НИУ ВШЭ и МГПУ, психометрик Никита Колачев. Они рассказали не только о теоретических основах экспериментальной деятельности, но и привели конкретные примеры экспериментальных задач, которые могут быть интересны и педагогам, и ученикам.

Такие задачи требуют нестандартных решений, хотя на первый взгляд представляются простыми.

Например, при изучении теории вероятностей и статистики в курсе школьной математики Никита Колачев предложил решить задачу на тему, которую можно условно сформулировать как «Орел и решка». Известно, что при бросании монеты вероятность выпадения «орла» равна 0,5. Чтобы проверить в ходе эксперимента правильность этого утверждения, нужно несколько раз подбросить монету, а потом – с помощью специальных формул и электронных таблиц (Excel, Google) – оформить полученные результаты.

То есть для решения экспериментальной задачи требуются высокотехнологичные инструменты – или компьютерные программы, или специальное оборудование, как, например, для задачи о шкалах температур.

В России для измерения температуры воздуха и тела человека используется шкала Цельсия, а в некоторых странах (например, в США) шкала Фаренгейта.

Учащимся предлагается вывести формулу перевода из градусов Цельсия в градусы Фаренгейта, используя термометр с двумя температурными шкалами, две емкости с водой разной температуры и графический калькулятор «GeoGebra» или «Desmos».

Это не столько теоретическая, сколько практическая задача и, как верно заметили участники вебинара, ее можно решать не только на уроках математики, но и физики, где есть тема о шкалах температур.

«Заинтересовывать физикой не надо, если вы начинаете ее с 5–6 класса – там дети готовы полностью, а в 7 классе, как это предусмотрено школьной программой, начинать изучение этого предмета уже поздно, поскольку в этом случае не учитываются возрастные особенности учащихся», – считает Владимир Львовский.

Он пояснил, что интерес к пробам и экспериментам просыпается у детей уже к концу начальной школы и постепенно угасает к 7 классу, в период взросления личности и появления новых интересов и увлечений. При этом нарушается преемственность в преподавании дисциплин естественно-научного цикла: изучение курса «Окружающий мир» заканчивается в начальной школе, в 5 классе образуется вакуум после отмены «Природоведения», а в 6 классе начинаются биология и география по 1 часу в неделю, что само по себе неэффективно.

«А если учесть, что эти предметы базируются на знании физики, и изучать их надо либо одновременно с ней, либо после нее, то неэффективность увеличивается на порядок», – подчеркнул Владимир Львовский. По мнению ученого, знания по физике помогают развивать мышление и способствуют успешному образованию в любой сфере.

Никита Колачев посоветовал использовать несколько источников. В их числе научно-популярная литература, банки заданий (например, проекта «Мониторинг формирования функциональной грамотности учащихся»), проекты современных исследователей (например, Лаборатории экспериментальной математики Люксембургского университета). Но главным источником идей, по мнению Никиты Колачева, служит жизненный опыт самого педагога, его наблюдательность и учет интересов учащихся.