Актуальные проблемы химического и биологического образования

Подтверждение гипотезы. Класс делится на четыре группы, которые работают с моделями, таблицами и другими источниками информации (необходимо доказать, что каждый отдел скелета человека имеет свои особенности по сравнению с другими животными (млекопитающими)). Учащиеся изучают строение человека: скелет головы, скелет туловища, скелет поясов верхних и нижних конечностей, скелет верхних и нижних конечностей. Ниже приведены примеры заданий.

Задание для 1-й группы. Строение скелета поясов нижних и верхних конечностей

Цель работы: изучить строение (отделы, названия костей) скелета поясов нижних и верхних конечностей человека.

Ход работы

1. Определить, из каких отделов состоит скелет поясов верхних и нижних конечностей.

2. Изучить названия костей.

3. Найти отличительные особенности по сравнению с животными.

4. Определить причину появления особенностей (трудовая деятельность, речь, прямохождение).

5. На основании полученных данных заполнить таблицу и сделать выводы.

Задание для 2-й группы. Строение скелета верхних и нижних конечностей человека

Цель работы: изучить строение (отделы, названия костей) скелета нижних и верхних конечностей.

Ход работы

1. Определить, из каких отделов состоит скелет верхних и нижних конечностей.

2. Изучить названия костей.

3. Найти отличительные особенности по сравнению с животными.

4. Определить причину появления особенностей (трудовая деятельность, речь, прямохождение).

5. На основании полученных данных заполнить таблицу и сделать выводы.

Учащиеся каждой группы сообщают всему классу результаты своей работы и формулируют общие выводы о подтверждении гипотезы.

Список литературы

1. Заграничная Н.А., Паршутина Л.А. Обучение химии и биологии в свете современных требований // Актуальные проблемы химического и биологического образования: сб. материалов IX Всерос. науч.-методич. конф. с международным участием, Москва, 20–21 апреля 2018 г. / под ред. П.А. Оржековского. М.: МПГУ, 2018. С. 127–132.

2. Заграничная Н.А., Паршутина Л.А., Пентин А.Ю. Методические подходы к разработке заданий, ориентированных на применение приемов научного метода познания в реальных жизненных ситуациях // Школьные технологии. 2018. № 5. С. 110–120.

3. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования / утв. приказом Министерства образования и науки РФ от 17.05.2012 № 413. URL: https://fgos.ru/ (дата обращения: 04.02.2019).

Формирование навыков самостоятельной работы студентов геологического факультета в ходе преподавания дисциплины «Химия»

Т.В. Захарова, Л.Ф. Кожина, М.В. Пожаров

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия

Современное общество предъявляет новые требования к качеству подготовки выпускников вузов и диктует необходимость изменения целей и задач образовательных технологий, используемых при обучении. Актуальной остается проблема развития социально-профессиональных навыков студентов, которые должны обладать высокой компетентностью в выбранной ими области. Компетенции, формируемые в процессе получения студентом высшего образования, напрямую определяют результат его обучения. Современное образование уходит от знаниевой парадигмы, предпочитая ей практико-ориентированную парадигму. В русле компетентностного подхода это обозначает отход от транслирования знания как единственного показателя качества образования. Основой обучения в вузе становится демонстрация моделей профессионального действия в различных жизненных ситуациях. Смещение акцентов с получения теоретических знаний на практическое применение изученного научного материала дает возможность максимально полно подготовить выпускника вуза к реалиям будущей профессиональной деятельности. При таком рассмотрении компетентностный подход выступает фактором и гарантом достижения важнейших образовательных целей: личностных изменений обучающегося, формирования у него предметной картины мира, основ нравственного воспитания и ответственного отношения к профессии.

При обучении студентов-первокурсников преподаватель все чаще сталкивается с ситуацией, когда студент не может применить ранее изученный теоретический материал для решения творческих задач. Такая ситуация обусловлена непониманием содержания изучаемого материала. В вузе в основном используется традиционный подход к процессу обучения – механическое запоминание и повторение действий, текстов, алгоритмов. Однако, «ориентируя студентов на заучивание знаков или их систем без понимания смысла (контекста), который в них заключается, невозможно сформировать профессионально направленное мышление и превратить учебную информацию в знания, умения, навыки. Для того чтобы информация стала знанием, студенту нужно совершить в своем сознании двойной переход – от знака (информации) к мысли, а от нее – к действию и поступку» [1]. Первокурсники должны в короткое время – в течение первого семестра – адаптироваться к изменившимся по сравнению со школой условиям обучения, в том числе научиться концентрироваться и вычленять главное из большого потока учебной информации. Это требует от них владения вниманием и памятью. Студенты на лекции затрачивают значительное время на фиксирование информации, им трудно сосредоточиться на деятельности, требующей от них умственного напряжения. Отключение внимания спасает их от переутомления. Преподавателю приходиться тратить время на многократное повторение материала, что приводит к уменьшению объема необходимой информации, включаемой в изучаемую тему. Именно этим и вызвана необходимость использования различных методов и приемов в процессе обучения на каждом занятии. Смена деятельности обучающихся способствует воспроизведению и запоминанию нового материала, развивает творческие и интеллектуальные способности каждого студента.

На начальном этапе обучения у студентов преобладает познавательная мотивация, которая на заключительном этапе должна трансформироваться в профессиональную. При этом происходит изменение цели обучения – если в учебной деятельности она заключалась в усвоении информации, то в профессиональной деятельности – в образованности студента, в овладении ими основами профессиональной деятельности [4].

Поток информационного материала, с которым контактирует обучающийся, непрерывно увеличивается. Чтобы разобраться в информации и успешно справиться с учебной нагрузкой, студенту необходимо развивать память. Человек получает информацию с помощью органов чувств и при этом получает от каждого органа чувств ограниченный объем информации. Наибольшее количество информации человек, как известно, получает визуально, с помощью органов зрения. Всем знакомы слова «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать» или «Увидеть лучше, чем услышать, познать лучше, чем увидеть, сделать лучше, чем познать». Забывание информации происходит наиболее интенсивно в первые дни после ее получения. Повторное проговаривание материала способствует его осмыслению. По времени сохранения информации выделяют кратковременную и долговременную память. Осмысленная информация откладывается в долговременную память, которая формирует эрудицию и общий уровень интеллекта человека. Чем больше информации усваивается студентом, тем в большей степени развиты его память, мышление и интеллект. Осознанность усвоения знаний проявляется в умениях решения задач, в умениях устанавливать связи между элементами знаний, различать существенные и несущественные связи. Для такого вида деятельности студенты должны проводить осмысление и переосмысление, т.е. развивать рефлексивные способности. Однако в настоящее время студенты не проявляют стремления к развитию долговременной памяти, требующему больших энергетических затрат, и в значительной степени используют гаджеты как источник информации, при этом не владея навыками анализа и систематизации.

На занятиях по дисциплине «Общая и неорганическая химия» для студентов любых направлений обучения нами используется дидактический прием – составление блока таблично-справочных данных, помогающих усвоению изучаемого материала. Таблично-справочные данные включают наиболее часто применяемые расчетные формулы при решении задач. Наряду с наличием обязательных материалов – таблицы Д.И. Менделеева, таблицы растворимости в воде солей, кислот и оснований, ряда напряжений металлов – составленный студентами комплект таблично-справочных данных помогает им при выполнении самостоятельных и контрольных работ, при сдаче зачетов и экзаменов. Постоянная работа с привлечением количественных характеристик изучаемых явлений способствует развитию логического мышления, помогает более осознанному восприятию и представляет собой стадию рефлексии на каждом этапе процесса обучения.

В настоящее время, когда происходит тотальное сокращение количества часов (включая проверку контрольных и самостоятельных работ) и делается акцент на самостоятельной работе студентов, актуальным становится вопрос об изменении методики преподавания дисциплины. Уменьшение количества часов и снижение из года в год уровня знаний и мотивации абитуриентов ставят перед преподавателями вузов вопрос о разработке конкретных учебно-методических электронных материалов для студентов геологического, географического и других нехимических факультетов, учитывающих профиль обучения. Благодаря доступности электронные учебные пособия способствуют самосовершенствованию будущего специалиста, развивают его самостоятельность, что очень важно в условиях компетентностного подхода. Происходит индивидуализация процесса обучения – каждый студент может многократно работать с изучаемым материалом в удобное для него время.

При значительно уменьшенном объеме содержательной части дисциплины изменяются методы обучения – от репродуктивных к частично-поисковым и проблемно-поисковым; меняется форма организации занятий – чтение лекции заменяется беседой-дискуссией с самостоятельным освоением и обсуждением учебного материала, групповая работа сочетается с индивидуальной и фронтальной формами, что отражено в разработанном авторами пособии [3]. Оно содержит технологии проведения каждого занятия с применением различных видов деятельности студентов. Такая форма работы способствует развитию навыков анализа и систематизации информации. В процессе обучения преподаватель химии показывает наличие метапредметных связей химии с дисциплинами профессионального цикла, что убеждает обучающихся в том, что знания, получаемые ими, имеют прямое отношение к выбранной профессии и должны использоваться в их производственной деятельности.

Основной целью процесса обучения является приобретение студентом навыка «учить себя» – студент должен изменить себя и свое отношение к знаниям, чтобы обрести способность к произвольным действиям, на которые опирается учебная деятельность [2]. А современный процесс модернизации образования требует необходимости приближения содержания изучаемой дисциплины к будущей профессии, выбранной студентом.

Список литературы

1. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход: методич. пособие. М.: Высшая школа, 1991.

2. Егорова А.А., Кожина Л.Ф., Косырева И.В. Особенности образовательного процесса в современных условиях модернизации: метод «поощрения и наказания» // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии: межвуз. сб. науч. тр. ХIII Всерос. конф. молодых ученых с междунар. участием (Саратов, 8–19 октября 2018 г.). Саратов, 2018. С. 271–273.

3. Кожина Л.Ф., Захарова Т.В., Пожаров М.В. Изучение химии «шаг за шагом» [Электронный ресурс]: дидактические материалы для самостоятельной работы: учеб.-методич. пособие для студентов геологического факультета. URL: http://library.sgu.ru/cgi-bin/irbis64r_17/cgiirbis_64.exe?LNG=&C21COM=2&I21DBN=ELBIB&P21DBN=ELBIB&Z21ID=&IMAGE_FILE_DOWNLOAD=1&IMAGE_FILE_OCC=1&IMAGE_FILE_MFN=2051 (дата обращения: 18.03.19).

4. Пичугина Г.А. Контекстное обучение в процессе подготовки студентов в вузе // Качественное экологическое образование и инновационная деятельность – основа прогресса и устойчивого развития России: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. (Саратов, 2 марта 2018 г.). Саратов, 2018. С. 91–93.

О дополнительном биологическом образовании в Эстонской Республике

М.И. Иванова

Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия

Развитие естественнонаучных компетенций происходит не только на уроках в школе, важную роль играет дополнительное образование (различные кружки данного направления).

В современном мире мало обладать знаниями, нужно еще и умело применять их на практике в повседневной жизни. Результаты международного исследования по оценке качества образования школьников 2015 г. (PISA) показали (результаты 2018 г. будут доступны лишь в конце декабря 2019 г.), что лучше всех с заданиями естественнонаучного цикла справились школьники из Сингапура и Японии, а из европейских стран лучший результат показали школьники из соседней Эстонской Республики.

На территории Эстонской Республики существует выбор, на каком языке обучающийся может освоить ту или иную программу дополнительного образования, – например, в Центре экологического образования Таллиннского зоопарка на 2018/19 учебный год предложены следующие биологические кружки на русском языке: кружок друзей животных, кружок друзей животных для малышей, зоологический кружок, кружок экологии, анималистика. А вот фотокружок и орнитология проходят только на государственном – эстонском языке.

В зоологическом кружке, рассчитанном на обучающихся 4–9 классов, изучают внутреннее и внешнее строение, образ жизни и поведение животных (как в природе, так и в неволе). Зоопарк – отличное место для изучения зоологии. Есть возможность наглядной демонстрации живых объектов изучения, а также скелетов, шкур животных и многое другое. Зимой и весной организуются учебные походы, в процессе которых изучаются тропы животных, также осуществляются экскурсии в Музей естествознания.

Возраст обучающихся биологических кружков Таллиннского ЦЭО – от 4 (занятия для самых маленьких любителей природы проходят вместе с родителями) до 18–19 лет. График занятий зависит от выбранной программы. Все программы осуществляются на платной основе (месяц занятий в ЦЭО Таллиннского зоопарка обойдется в 12 евро, занятия длятся с октября по май включительно). Возможно, этот факт также является дополнительным стимулом к еще более бережному получению знаний. В Российской Федерации большинство программ дополнительного образования для школьников бесплатные.

Цель биологических кружков – привить с самого раннего детства любовь к природе (в том числе к природе родной страны) и заботу об окружающей среде, развить у обучающихся практические навыки, поощрять и поддерживать их интерес к различным областям биологии.

Из опыта Эстонской Республики можно смело брать совместные занятия детей с родителями, так как это позитивно сказывается на психологической атмосфере как для самих обучающихся, так и для педагога.

Список литературы

1. https://loomaaed.ee/wp-content/uploads/2018/09/Lisa_2_Huvirin-gide-%C3%B5ppekava-2018-2019.pdf

Межшкольный химический турнир как путь повышения мотивации к обучению учащихся классов с углубленным изучением химии

Т.Н. Иванова

Лицей № 23, Озерск, Челябинская обл., Россия

Для усиления интереса, мотивации, понимания значимости предмета, а в итоге и улучшения качества мы проводим в городе Озерске межшкольные химические турниры для учащихся, увлеченных химией, где химия изучается по углубленной программе.

Темы турниров разные – от общепознавательных до социально значимых.

Разрабатываем сценарии конкурсов по исследовательскому типу, что активизирует у учащихся поиск самостоятельного решения проблемы с опорой на собственные знания. Например:

Конкурс «Экологический»

Ведущий. Предложите проект решения экологической катастрофы (слайд «Катастрофа Черного моря»). В сентябре 1927 года жители Крыма наблюдали, как в буквальном смысле Черное море горит. Столбы дыма поднимались на высоту 500–800 метров. Одновременно на побережье ощущался запах тухлых яиц. Именно из-за этого газа, который в изобилии находится на глубине 100 метров от поверхности воды, гибнет Черное море, превращается в мертвое. О каком газе идет речь? Задание: предложите свой проект спасения Черного моря. Каждой команде предлагаем реактивы, которые, возможно, помогут вам в решении этой проблемы. Идеи кратко изложить на листе бумаги для жюри. Три минуты на обсуждение.

Во время обсуждения – проведение демонстрационных химических опытов.

Конкурс «Беру патент»

Ведущий. Предлагаем вам изобретательские задачи, на которые уже взяты патенты. Попробуйте предложить свое решение, взять свой патент. На обсуждение каждой задачи – одна минута. Отвечает команда, которая первой поднимет флажок. Вторая команда имеет возможность дополнить ответ первой.

Задача № 1. (На слайде текст) Улавливание паров металлической ртути из воздуха производственных помещений – важная санитарно-гигиеническая задача. Предложите способы решения проблемы.

Воспитание патриотизма – неотъемлемая часть работы учителя-предметника. Сценарий химической игры-турнира «Наука ковала победу» знакомит с вкладом химической науки и ученых, приближавших победу, влияет на становление мировоззрения гражданина России.

Некоторые из конкурсов турнира.

Конкурс «Зеленый ящик»

Ведущий. В зеленом ящике находится изобретение, спасшее тысячи солдат в годы и Первой, и Второй мировой войн. Автора изобретения (портрет Н.Д. Зелинского на слайде без подписи фамилии!) вы видите на слайде. Этот химик улучшил качество бензина, которое улучшило мощность моторов и скорость самолетов. Они могли теперь взлетать с меньшего разбега, подниматься на большую высоту со значительным грузом. В зеленом ящике находится самое известное изобретение этого ученого.

Вопросы. О каком изобретении идет речь? Кто автор? На каком явлении основано устройство?

Конкурс «Воспроизведи недописанное»

Ведущий. Начало войны. Шел 1941 год. Немецкие танки рвались к Москве и Ленинграду. Бойцы Красной Армии буквально грудью сдерживали врага. Не хватало обмундирования, продовольствия, боеприпасов, противотанковых средств. (Кинохроника)

В этот сложный, критический период на помощь пришли ученые-энтузиасты. За два дня на одном из военных заводов наладили выпуск бутылок КС (Качурина–Солодовникова) и БГС «Коктейль Молотова». Создателем такого «коктейля» является Семен Исаакович Вольфкович.

Что представляли собой бутылки КС? К обыкновенной бутылке прикрепляли ампулы с концентрированной серной кислотой, с бертолетовой солью и с сахарной пудрой. В бутылку заливали бензин, керосин или масло. Когда такая бутылка при ударе разбивалась о броню, компоненты вступали в химическую реакцию, происходила сильная вспышка и горючее воспламенялось.

Задание командам: закончите уравнения реакций, лежащие в основе действия бутылок КС. На листках написано:

KClO3 + H2SO4 = … + … + … + …

ClO2 = … + …

C12H22O11 + O2 = … + …

В ходе химического турнира звучала музыка времен ВОВ, читались стихи и отрывки из высказываний ученых, демонстрировались кадры военной кинохроники и высокохудожественных фильмов. Этот высочайший эмоциональный нерв турнира позволяет не только приобщить к химии, но и воспитывать патриотические чувства у учащихся и гордость за Родину и ее ученых.

Живой интерес вызывают сценарии, соединяющие разные науки, например «Химия и архитектура». Много красивых слайдов, хорошей музыки, эстетики. Например, конкурс турнира «Сам себе архитектор».

Ведущий. В Брюсселе к Международной выставке 1958 года было построено здание Атомиум. Атомиум – модель атома железа, увеличенного в 165 миллиардов раз. В здании-кристалле расположены выставочные залы, ресторан, смотровые площадки.

Задание командам: за 3 минуты создайте макет здания Атомиума, взяв за основу кристалл железа. Для выполнения архитекторской задачи вам предоставляются необходимые конструкционные элементы.

Исторические факты науки, биографии великих ученых и эволюция становления научной теории часто остаются за рамками изучения школьного предмета, но наука обретает реальный смысл, когда ее рассматривают не как отвлеченную данность, а как итог работы всех поколений – и нынешнего, и тех, кого уже нет. Особенно важно говорить со школьниками об открытиях, совершенных отечественными учеными, с которыми все мы связаны единым генетическим кодом, что позволяет по-настоящему понять тот или иной научный факт и через исторический аспект науки поддерживать культурный код нации.

Традиционный межшкольный химический турнир 2018/19 учебного года посвящен 150-летию создания Периодической таблицы, которая, надеемся, официально в мире будет названа менделеевской. Содержание сценария турнира носит больше просветительский, чем исследовательский характер и обращено к эмоциональному восприятию материала, чтобы через величайший масштаб личности Д.И. Менделеева осознать и масштаб его научных деяний. Конкурсы турнира посвящены открытию периодического закона химических элементов, например:

Конкурс «Почувствуй себя Менделеевым»

Задание. Прослушайте вопросы, их два, и в течение 5 минут свои размышления представьте жюри на листах.

Вопрос 1 (слайд). Как вы думаете, какими свойствами должен обладать элемент под номером 118 – Оганесон, почему?

Вопрос 2 (слайд). Найдите закономерность в определении атомного веса элемента на примере селена.

Конкурс «Черный ящик»

«Это – любимое дитя мое. В них – мой образ, мой опыт педагога, мои задушевные научные мысли», – писал Д.И. Менделеев о своем любимом детище. В работе над этим …(?) Д.И. Менделеев и создал периодический закон.

Много просветительской информации о масштабе личности ученого, его многообразных интересах во всех сферах человеческой жизни, интерес к становлению такой цельной и целеустремленной личности, как Д.И. Менделеев, который служил России.

Конкурс «Масштаб личности»

1. Покорение арктики (демонстрируется слайд ледокола «Ермак»).

Вопрос. Какое судно спроектировал Д.И. Менделеев и для каких целей?

2. Чемоданных дел мастер (демонстрируется слайд фотографии Д.И. Менделеева и чемоданов).

Вопрос. О чем речь? Поясните сюжет этой фотографии.

3. Покорение неба (демонстрируется слайд фотографии Д.И. Менделеева на воздушном шаре).

Вопрос. Что за событие изображено на фотографии? Какое отношение Д.И. Менделеев имеет к этому событию?

4. Поддержание семейных традиций рода Корнильевых (демонстрируется слайд библиотеки и переплетного станка).

Вопрос: Что первое бросается в глаза, когда смотришь на книжные полки?

5. Фотография в жизни семьи Д.И. Менделеевых (демонстрируется фотоаппарат и старинная фотография).

Вопрос. Прокомментируйте сюжет этого слайда.

Я, составляя сценарий, стараюсь довести мысль до обучающихся, что главная задача человека – служить своему Отечеству, какой бы он ни избрал профессиональный путь.

Методические условия развития учебных действий самоконтроля и самооценки у обучающихся 5-го класса в процессе обучения биологии

Л.В. Ижойкина, Л.Н. Орлова

Омский государственный педагогический университет, Омск, Россия

В современной системе образования обучающийся признается субъектом учебной деятельности, структурные компоненты которой рассматриваются в условиях реализации системно-деятельностного подхода в качестве универсальных учебных действий. Существенная роль отводится регулятивным универсальным учебным действиям, а именно действиям самоконтроля и самооценки. Это обусловлено тем, что любое иное учебное действие становится произвольным, регулируемым только при наличии контролирования и оценивания.

Владение основами учебных действий самоконтроля и самооценки является одним из требований к подготовке обучающихся, предъявляемых федеральным государственным образовательным стандартом основного общего образования. В частности, результаты освоения основной образовательной программы основного общего образования должны отражать: умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения; владение основами самоконтроля, самооценки и др. [3]. Согласно психологическим и психофизическим исследованиям, в начале обучения в 5 классе обучающиеся переживают период адаптации к новым условиям обучения, подобно 1 классу. Отсутствие у них умения контролировать и оценивать свою деятельность значительно затрудняет адаптационный период. Несформированность данных элементов учебной деятельности характеризуется низкой успеваемостью, неорганизованностью, заучиванием без предварительной логической обработки материала [1].