Проектно-ориентированное обучение

Проектно-ориентированное обучение представляет собой особый подход к образовательному процессу, который предполагает активное участие студентов в решении конкретных задач, и способствует развитию самостоятельности, критического мышления и сотрудничества.
Проектно-ориентированное обучение начинается с задания, предусматривающего выполнение одной или нескольких задач, которые приводят к созданию конечного продукта — «артефакта». Он отображает результат изменений в понимании (инсайты) и отношение студентов к исследуемому вопросу. Часто представлен в виде конструкции, модели, видео, фотографии, устройства или компьютерного моделирования [Kokotsaki et al., 2016; Krajcik J. S. & Blumenfeld P. C, 2005]. Завершение проекта обычно представляет собой письменный и/или устный отчет, в котором обобщается процедура создания продукта и представляется результат (Prince & Felder, 2006).

Основные принципы проектно-ориентированного обучения
Учет контекста: процесс обучения строится на основе реальных проблем и вопросов, которые возникают в практической деятельности. Это позволяет студентам получить полноценный учебный опыт.
Активное участие: студенты активно участвуют в процессе обучения, самостоятельно ставят цели, планируют и организуют свою работу.
Сотрудничество: студенты достигают своих целей через социальные взаимодействия и обмен знаниями.

Преимущества проектно-ориентированного обучения (Kokotsaki et al., 2016):
  • способствует развитию навыков самостоятельного обучения;
  • формирует концептуальные знания студентов в рамках системного процесса документирования и рефлексии обучения;
  • стимулирует внутреннюю мотивацию через возможность выбора и самостоятельного определения целей;
  • развивает навыки сотрудничества и командной работы.

Основные элементы проектно-ориентированного обучения
В статье Крайчик и Блюменфельд (2005) выделяют несколько основных элементов проектно-ориентированного обучения, и связанные с ними возможные сложности.

Элемент 1. Основополагающие вопросы (driving questions)
Основополагающие вопросы должны быть:
  1. Реалистичными (студенты могут провести исследование и найти ответ).
  2. Целесообразными (содержат богатый научный контент, относящийся к тому, чем на самом деле занимаются ученые).
  3. Контекстуализированными (вопрос актуален, нетривиален и важен).
  4. Содержательными (вопросы интересны и увлекательны для студентов).
  5. Этичными (не вредят отдельным личностям, организмам или окружающей среде).

Примеры основополагающих вопросов в научном образовании из статьи:
  • Как машины помогают людям строить большие вещи?
  • Какого качества вода в нашей реке?
  • Могут ли хорошие друзья меня заразить? (задавался во время курса по микробиологии и болезням, чтобы способствовать обсуждению последствий СПИДа).

На что следует обратить внимание:
  1. Вопрос может быть составлен или выбран как преподавателем, так и самим студентом. Вопросы, выбранные студентами, более значимы для них. Однако авторы отмечают, что студенты часто не могут сформулировать вопрос, который бы соответствовал всем необходимым характеристикам (Krajcik & Blumenfeld, 2005). Авторы предлагают преподавателям создавать проектные вопросы в сотрудничестве со студентами, а также позволять студентам исследовать дополнительные вопросы.
  2. Одна из проблем, с которой сталкиваются преподаватели, — студенты иногда не видят ценности основополагающего вопроса. Авторы предлагают использовать закрепляющий опыт (anchoring experience), чтобы решить эту проблему. В основном это означает предоставление истории или контекста вопроса.


Элемент 2. Обучение через исследование контекста (situated inquiry)
В рамках естественно-научного образования обучение должно отражать реальные научные процессы, то есть студенты должны быть активно вовлечены в научное исследование — формулировать гипотезы, проводить наблюдения, собирать, анализировать и интерпретировать данные.

Авторы приводят следующие примеры подхода к обучению через исследование контекста (situated inquiry):
  • В проекте «Какого качества вода в нашей реке» студенты проводили различные тесты для определения качества воды.
  • В проекте «Могут ли хорошие друзья меня заразить?» студенты разрабатывали и проводили исследования, чтобы изучить разнообразные вопросы, связанные с ростом бактерий.

На что следует обратить внимание:
  1. Студенты могут испытывать трудности при проведении научных исследований, так как не имеют достаточного научного опыта. Авторы статьи предлагают преподавателям сначала смоделировать процесс исследования с возможностью для студентов предложить свои идеи. После этого студенты могут применить предложенные методы и подходы для проведения своих собственных исследований.
  2. Студентам иногда трудно найти научные объяснения своим выводам или сформулировать их для дальнейшей защиты. Для решения этой проблемы авторы статьи предлагают, помимо объяснений преподавателей о том, как развивать умение рассуждать, использовать структуру объяснения, которая состоит из трех основных компонентов:
  • гипотеза об изучаемом явлении;
  • доказательства с применением научных данных для подтверждения гипотезы;
  • обоснование, связывающее гипотезу и доказательства вместе.

Элемент 3. Сотрудничество
Студенты сотрудничают и кооперируются со своими однокурсниками и преподавателями: пишут объяснения, задают вопросы, разбираются в информации, обсуждают данные, презентуют результаты. Во время этих процессов студенты формируют совместное понимание научных явлений.

Что следует учитывать:
  1. Студенты не всегда склонны к совместной работе. Пример того, как облегчить такое взаимодействие: сначала попросить студентов записать свои идеи, а затем сравнить свои заметки в паре / группе.
  2. Студенты привыкли к занятиям, на которых преподаватели просто говорят им правильный ответ, не заставляя находить его самостоятельно. В результате такие студенты могут не воспринимать работу в группе всерьез. Чтобы решить эту проблему, авторы предлагают включать совместные обучающие мероприятия в образовательный процесс как можно чаще, чтобы студенты привыкли к такому виду деятельности.

Элемент 4. Создание артефактов
Студенты учатся более эффективно, когда создают конкретный артефакт в процессе обучения (Krajcik & Blumenfeld 2005). Это могут быть физические/компьютерные модели, отчеты, видеоматериалы, чертежи, игры, веб-сайты или компьютерные программы.

Создание артефактов помогает:
  1. Достичь более глубокого понимания основных изучаемых концепций и идей.
  2. Лучше понять основные концепции. Согласно Krajcik & Blumenfeld (2005), обучение происходит нелинейно, требуется время, чтобы связать и понять различные аспекты изучаемых концепций. Создание артефакта на протяжении всего курса помогает студентам постепенно и последовательно раскрывать идеи. В то же время с помощью артефактов преподаватель может оценить когнитивные результаты более высокого уровня (постановка вопроса, разработка исследования, сбор и интерпретация данных).
  3. Получить обратную связь. Другие люди (однокурсники, преподаватели, родители и т.д.) могут посмотреть и оценить артефакты, что помогает увидеть сильные и слабые стороны проекта. Это способствует дальнейшему улучшению понимания изучаемых концепций и идей.
Эффективность проектно-ориентированного обучения
В работе Принса и Фелдера (2006) приведено несколько исследований, которые подтверждают эффективность проектно-ориентированного обучения. В исследованиях, упомянутых авторами, студенты, участвовавшие в проектном обучении, продемонстрировали улучшения в следующих навыках и сферах:
  • успеваемость на тестах по содержанию предмета;
  • концептуальное понимание и способность решать проблемы, которые требуют этого понимания;
  • метакогнитивные навыки;
  • отношение к обучению;
  • навыки коммуникации и работы в команде;
  • понимание профессиональной практики и применения знаний для решения реальных проблем.

Также авторы упомянули статьи, в которых приводились доказательства, что студенты, участвовавшие в проектном обучении, по сравнению со студентами старой программы:
  • чувствовали больше поддержки от преподавателей;
  • видели больше связи между теорией и практикой;
  • были более склонны к автономному обучению и меньше зависели от механического запоминания.

Кроме того, метаанализ (Chen & Yang 2019) показал, что студенты, участвовавшие в проектном обучении, имели значительно лучшие академические достижения, чем студенты, учившиеся по традиционной программе. По мнению авторов, проектно-ориентированное обучение становится все более эффективным, появляется больше литературы и исследований по этому вопросу и все больше образовательных организаций пытаются внедрить проектное обучение в свои программы.

Проектное обучение наиболее эффективно в следующих предметных областях:
  • социальные науки (включая языки, историю и географию);
  • технологии и инженерия (включая информатику, веб-дизайн, цифровую логику, управление машинами и мехатронику);
  • естественные науки и математика (включая физику, химию, биологию, науки о Земле, сельскохозяйственные науки и математику).

Наконец, в метаанализе были приведены несколько важных замечаний об эффективности проектного обучения с точки зрения нескольких аспектов:
  1. количество часов обучения: эффект от внедрения проектного обучения на более чем 2 часа в неделю по сравнению с традиционной программой был значительно лучше, чем при 2-х и менее часах в неделю;
  2. поддержка информационных технологий: проектное обучение с поддержкой информационных технологий положительно влияет на результаты;
  3. размер группы: хоть и не было статистически значимых различий в результатах обучения между группами (от двух до пяти и более человек) и индивидуальным обучением, авторы привели доказательства из других исследований — меньшие группы имеют положительный эффект (0,82) на результаты обучения, большие группы имеют средний эффект (0,70).

Используемые источники:
  • Chen, C. H., & Yang, Y. C. (2019). Revisiting the effects of project-based learning on students’ academic achievement: A meta-analysis investigating moderators. In Educational Research Review (Vol. 26, pp. 71–81). Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.edurev.2018.11.001
  • Kokotsaki, D., Menzies, V., & Wiggins, A. (2016). Project-based learning: A review of the literature. Improving Schools, 19(3), 267–277. https://doi.org/10.1177/1365480216659733
  • Krajcik J. S., & Blumenfeld P. C. (2005). Project-based learning. In The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (pp. 317–334). Cambridge University Press.
  • Prince, M. J., & Felder, R. M. (2006). Inductive teaching and learning methods: Definitions, comparisons, and research bases. Journal of Engineering Education, 95(2), 123–138. https://doi.org/10.1002/j.2168-9830.2006.tb00884.x