Актуальные проблемы химического и биологического образования

Магний в организме человека благотворно влияет на рост костей; координирует сердечный ритм, снижает повышенное артериальное давление; регулирует уровень сахара в крови; способствует улучшению функции дыхания при хронической астме; представляет собой профилактическое средство против мышечных и суставных болей, синдрома хронической усталости, мигрени; снижает негативные эффекты радиотерапии и химиотерапии; способствует здоровью зубов, укрепляет эмаль; предотвращает отложения солей кальция, камней в желчном пузыре и почках.

Магний поступает в организм в основном из продуктов питания. В большом количестве ионы магния содержат: злаковые растения, крупы (овсяная, ячневая); белокочанная капуста, соевая мука, горох, фасоль, семена подсолнечника; фиги, лимоны, грейпфруты, яблоки, бананы, абрикосы; сладкий миндаль, орехи; камбала, карп, креветки, морской окунь, палтус, сельдь, скумбрия, треска; молоко, творог (низкая доля, но легкоусвояемая форма).

Суточная норма магния – 400 мг, максимально допустимое количество потребления – 800 мг. Норму магния рассчитывают как 4 мг на 1 кг веса.

Обычный рацион питания, как правило, включает 200–400 мг в сутки.

Дефицит магния во многих странах является одним из самых распространенных видов минеральной недостаточности.

Причины недостатка магния в организме следующие: нарушения обмена данного макроэлемента; неудовлетворительное количество поступления с продуктами питания; повышенное расходование магния в период беременности, интенсивного роста, выздоровления, в случае хронического алкоголизма, при чрезмерной потливости; ухудшение процесса усвоения под влиянием избыточного уровня липидов, кальция, фосфатов; постоянные стрессовые ситуации; нарушение выработки инсулина; продолжительный прием антибиотиков (гентамицин), диуретиков, противоопухолевых и иных медикаментозных средств; внутривенное лечебное питание; отравление кобальтом, марганцем, кадмием, алюминием, бериллием, свинцом, никелем; нарушение всасывания макроэлемента в кишечнике в результате следующих состояний: острые либо хронические заболевания тонкой кишки, сокращение всасывающей поверхности кишки в процессе радиотерапии, хирургического вмешательства (резекции) [1].

Отмечаются следующие симптомы недостатка магния: парестезии – нарушения чувствительности, для которых характерны ощущения онемения, покалывания, зуд, «ползание мурашек», болезненный холод и т.д.; скрытая или явная тетания – патологическое состояние, для которого типичны судорожный синдром и повышенная нервно-мышечная возбудимость; быстрая утомляемость, раздражительность, бессонница, кошмары, тяжелое пробуждение (в связи с несвоевременным производством гормонов надпочечниками); утрата аппетита, запоры, тошнота, диарея, рвота; болезни сердечно-сосудистой системы: гипертоническая болезнь, аритмии, стенокардия, ангиоспазмы; нарушения работы надпочечников.

Учитывая тот факт, что примерно 90% людей имеют дефицит этого драгоценного для здоровья элемента, будет трудно найти человека, кому дополнительный магний не был бы необходим [Там же].

Тем не менее существуют категории людей, которые рискуют больше других накопить дефицит магния и сопутствующие ему симптомы, и поэтому им следует регулярно принимать больше магния во избежание будущих проблем со здоровьем. К ним относятся: люди, ведущие стрессовый образ жизни; спортсмены; беременные женщины; пожилые люди; женщины, принимающие противозачаточные средства; люди, занимающиеся тяжелым физическим трудом; любители молочных продуктов; любители высокоуглеводистых продуктов (выпечка, печенье, белый хлеб); любители сладостей; любители кофе; любители газированных напитков типа колы; курильщики, любители алкоголя; дети или подростки, проявляющие признаки депрессивного состояния или получившие диагноз «синдром дефицита внимания с гиперактивностью»; дети с агрессивным поведением.

Гипермагниемия обычно человеку не угрожает. Магний не является токсичным макроэлементом, летальная доза для человека не установлена. Однако значительные дозы в течение длительного времени могут вызвать отравление, особенно при одновременном приеме с кальцием и фосфором.

Увеличение содержания магния в крови возможно при приеме антацидов, в составе которых есть магний, либо слабительных средств у больных с хронической почечной недостаточностью. Ухудшение работы почек (фильтрации) может стать причиной существенного повышения магния в сыворотке, к примеру, при острой почечной недостаточности с олигурией [2].

В последние годы перспективным является использование препаратов, воздействующих на баланс микро- и макроэлементов, необходимых для нормального функционирования организма и которые человеческий организм не способен синтезировать самостоятельно. Поддержание нормального уровня магния возможно при применении фармацевтических препаратов, содержащих данный элемент [Там же; 3].

Вышеприведенный пример изучения валеологической роли магния как химического элемента позволяет констатировать, что в целом здоровьесберегающая направленность преподавания химии способствует сознательному стремлению студентов беречь свое здоровье от воздействия различных вредных веществ, а также применению рациональных систем питания.

Список литературы

1. Гастрономия от Менделеева. Магний // Нижегородский журнал о здоровье. 2015. № 4. С. 32–33.

2. Лекарства и их аналоги. Н. Новгород: Газетный мир, 2016.

3. Спасов А.А. Магний в медицинской практике. Волгоград: Отрок, 2000.

Онлайн-тестирование в школьном преподавании химии: анализ интернет-ресурсов

Е.А. Менделеева

Специализированный учебно-научный центр (факультет) – школа-интернат им. А.Н. Колмогорова Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия

Современный школьный образовательный процесс уже немыслим без использования компьютерных технологий. Однако компьютерное тестирование для самостоятельной классной и домашней работы обучающихся применяется относительно мало, несмотря на то что оно очень облегчает жизнь учителя, освобождая от рутинной проверки большей части домашних заданий и самостоятельных работ. В то же время в сети интернет существуют и активно развиваются ресурсы, которые содержат разнообразный химический контент, в том числе тренировочные или контрольные задания. Цель данной работы – проанализировать возможности использования тестовых заданий онлайн в преподавании школьной химии на примере нескольких наиболее интересных, с точки зрения автора, ресурсов.

Для того чтобы ресурс, содержащий тесты, был удобен как в работе на уроке, так и при самостоятельной работе школьников, он должен удовлетворять ряду требований:

а) удобный интерфейс и взаимодействие учитель-ученик, возможность хранения и анализа результатов как для каждого ученика, так и для всей группы;

б) возможность вариативности, которая обеспечивает индивидуальный подход к ученику в зависимости от его интересов, целей и уровня подготовки;

в) подборка заданий разного уровня сложности с хорошей навигацией по темам;

г) широкий выбор различного типа заданий с онлайн-проверкой, что позволяет освободить время учителя от проверки несложных заданий.

В настоящее время, к счастью, государственная итоговая аттестация постепенно отходит от преимущественного использования тестов с единичным выбором ответа «один из четырех» и в школе растет спрос на более сложные варианты тестов. В онлайн-ресурсах распространены следующие типы тестов с автоматической проверкой результатов: единичный и множественный выбор ответа, вписывание текста или числа, перетаскивание объекта (в текст или таблицу), раскрашивание объектов, выбор из ниспадающего списка. Это общие типы тестов, которые хороши, но совершенно недостаточны для целей преподавания химии. Например, в тестах типа «вписывание» далеко не всегда есть возможность вводить подстрочники, что необходимо для написания химических формул и уравнений химических реакций. Редакторы химических формул, специально разработанные для составления заданий по химии, присутствуют в ресурсах фирм 1С [7] и ХиШник [8].

Интернет-ресурсы с возможностями онлайн-тестирования можно разделить на две группы: ресурсы, предлагающие общий курс по химии [1; 2; 6; 7], и тренажеры, которые специализируются на тестировании и решении задач [4; 8]. Немаловажна и доступность данных ресурсов, существуют качественные ресурсы, которые находятся в свободном доступе [1; 4], в то время как остальные требуют оплаты пользования [2; 6–8].

Ресурсы, которые содержат общий курс химии, очень различны по своей структуре – от онлайн-версии учебников с подборкой заданий «после параграфа» [1] до полноценного курса с развитым использованием мультимедиа, широким выбором заданий, сопровождением преподавателя и электронным журналом, фиксирующим результаты деятельности учащихся [2; 6]. Кратко рассмотрим возможности данных ресурсов.

Центр дистанционного обучения СУНЦ МГУ [2] содержит систематический курс химии с иллюстрациями (фотографии и видеоролики) [3]. В курсе присутствуют тесты для самопроверки (выбор одного или нескольких ответов, вписывание). После каждой темы приводится контрольная работа с набором задач, которую проверяет преподаватель центра. Доступ к материалам центра для учеников платный или бесплатный при успехах в заочном обучении или получении призового места в интернет-олимпиаде СУНЦ МГУ. При работе учителя с классом возможно участие в системе «Коллективный ученик». Материалы выпускного класса адаптированы в рамках отдельного курса для одиннадцатиклассников СУНЦ, обучающихся на физико-математическом потоке, чтобы компенсировать малое число часов химии в расписании и частое отсутствие школьников на уроках из-за олимпиад [5].

Химия 8–11: образовательные комплексы фирмы 1С [7]. Курс содержит интересный иллюстративный материал (интерактивные таблицы, фотографии, видеоэксперименты), после каждой темы – тренажеры для самопроверки двух уровней сложности. Типы заданий – единичный или множественный выбор, вписывание. Есть интересный редактор химических формул и уравнений химических реакций. Нет системы взаимодействия учитель-ученик, нет проверочных работ для контроля знаний. Доступ платный.

Мобильное электронное образование [2]. Систематический курс химии, много красочных иллюстрационных материалов – анимации, слайд-шоу, видеоэксперименты, интерактивные таблицы. Много возможностей для индивидуализации работы обучающихся. Помимо материалов базового уровня в основном поле есть много дополнительных материалов. В курсе создана удобная система взаимодействия учителя и ученика, позволяющая индивидуальный подбор заданий и эффективное общение как с группой, так и с отдельными обучающимися. Имеется широкий выбор тренажеров (результат виден только ученику) и тестовых заданий «на оценку», а также заданий с открытым ответом, которые проверяет учитель. Система онлайн-конференций дает возможность принять участие в уроке ученикам, которые пропускают занятия, например, по болезни или находятся на домашнем обучении. Нет редакторов химических формул, тренажеры и тестовые задания основаны на той же базе, что и остальные предметы. Доступ платный индивидуально для ученика или по договору с образовательным учреждением.

Решу ЕГЭ [4] – лучший, с точки зрения автора, ресурс-тренажер для решения задач в свободном доступе. Содержит задания типа «вписывание» и задания с открытым ответом для проверки учителем. Удобная навигация по темам (Каталог заданий). Хорошая система взаимодействия учитель-ученик, можно конструировать и хранить домашние и контрольные работы, в том числе добавлять свои задания. Результаты обучающихся представлены в виде таблицы, которую удобно анализировать. Есть возможность назначить «работу над ошибками», система автоматически составит ее из заданий, аналогичных тем, в которых допущены ошибки. Недостатки – ограниченность заданиями типа ЕГЭ/ОГЭ, узкий выбор типологии тестов.

ХиШник – сайт-тренажер для решения задач по химии [8]. В ресурсе есть редактор не только молекулярных формул, но также структурных формул органических веществ и электронных конфигураций атомов. В результате появилась возможность онлайн-проверки написания структурных формул и уравнений реакций. Типы ответа в тестах: вписывание числа, вписывание текста, молекулярная и структурная формулы, уравнение реакции, электронные конфигурации атомов. В системе присутствует развитая система подсказок и комментариев, хорошая навигация по темам, уровням сложности. У учителя есть статистика по всему классу и возможность контролировать работу каждого ученика. С точки зрения преподавателя химии, это, пожалуй, на сегодняшний день самый интересный ресурс как по возможностям тестирования, так и по подбору задач. Ресурс платный.

Таким образом, в арсенале учителя имеется возможность использовать тестирование по химии, применяя тесты разнообразной типологии, в том числе и сконструированные для специфических нужд преподавателя химии. Однако следует понимать, что тестами, как бы хороши они ни были, ограничиваться нельзя, в процессе преподавания обязательно должны присутствовать задания с открытым ответом – задачи и ответы на вопросы, которые проверяет учитель.

Список литературы

1. Мануйлов А.В., Родионов В.И. Основы химии: интернет-учебник [Электронный ресурс]. URL: http://www.hemi.nsu.ru/index.htm (дата обращения: 17.03.2019).

2. Мобильное электронное образование [Электронный ресурс]. URL: https://mob-edu.ru/projects/meo-shkolam-rossii/ (дата обращения: 17.03.2019).

3. Морозова Н.И., Чистяков Д.В. Разработка новых подходов в преподавании химии с использованием элементов дистанционного обучения в рамках научно-образовательного проекта «Школа 5+» // Материалы науч.-практ. конф. «Социальные интересы, потребности, жизненные перспективы современной творческой молодежи», 23 октября 2013 г. М.: РУДН, 2013.

4. Сдам ГИА: решу ЕГЭ [Электронный ресурс]. URL: https://chem-ege. sdamgia.ru/

5. Ситникова М.В., Дегтярева А.П., Загорский В.В. Дистанционный контроль по химии учеников выпускных классов физико-математического профиля – достоинства и недостатки // Методика преподавания химических и экологических дисциплин: сб. науч. ст. Междунар. науч.-методич. конф., Беларусь. Брест: Изд-во БрГТУ, 2015.

6. Центр дистанционного обучения СУНЦ МГУ [Электронный ресурс]. URL: http://cdo.internat.msu.ru/ (дата обращения: 17.03.2019).

7. Химия 8–11: образовательные комплексы фирмы 1С [Электронный ресурс]. URL: https://online.1c.ru/catalog/programs/program/21516196/ (дата обращения: 17.03.2019).

8. ХиШник [Электронный ресурс]. URL: https://hishnik-school.ru (дата обращения: 17.03.2019).

Проектная экосистема

С.Ю. Мерлян

Методический центр в системе образования, Иваново, Россия

Социокультурная ситуация в нашей стране за последние два десятилетия серьезно изменилась. Основным ресурсом развития любого государства, фактором, обеспечивающим его стабильность и прогресс, становится человеческий капитал. Повышается спрос на мобильных и высококвалифицированных специалистов, творческих и способных принимать самостоятельные ответственные решения в условиях быстро меняющегося мира, а это, безусловно, предъявляет особые требования к системе образования [1]. Переход от стандартизации к уникальности требует выработки новых образовательных стратегий, корректирующих не только содержательные, но и методические и технологические аспекты. Поиск эффективных средств и методов формирования творческой личности, способной к самостоятельному поведению и действию, саморазвитию, самопроектированию, – актуальная задача современной педагогической науки. В связи с этим наибольшее значение приобретает подход, интегрирующий теоретические и эмпирические исследования всестороннего развития личности школьников в образовательном процессе. В современном российском образовании широко востребована учебно-образовательная проектная деятельность. Об этом много говорят, еще больше пишут – проектирование применяется педагогами на всех уровнях образования. Проектная деятельность – это учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность, результатом которой становится решение какой-либо проблемы, представленное в виде его подробного описания (проекта) [2]. Метод проектов называют технологией четвертого поколения, реализующей личностно-деятельностный подход в образовании. Кроме того, метод проектов поддерживает становление новых подходов к организации педагогического управления, является одним из эффективных средств построения личностно-ориентированной педагогической системы. В то же время следует отметить, что в педагогике нет единого подхода ни к пониманию проекта, ни к видению проектной деятельности в системе образования, что закономерно влечет за собой различную интерпретацию данных понятий. Как следствие, мы имеем очень низкую проектную культуру в стране и дефицит молодежных проектов, которые могли бы со временем перерасти в технологические стартапы.

Для решения вышеизложенной проблемы Методический центр города Иваново при поддержке ученых Ивановского государственного университета разработал семинар «Проектная экосистема» для педагогов естественнонаучного направления школ и учреждений дополнительного образования, связанных с программами проектного обучения и желающих овладеть проектными технологиями. Почему педагоги естественнонаучного цикла? Потому, что на предметах именно этого цикла происходят формирование целостной картины мира у учащихся, систематизация знаний о природе Земли. Тренинги основаны на передовых наработках в области проектного обучения Школой наставников (Сколково). Целью семинара является ознакомление с технологиями и конкретными инструментами организации проектной деятельности. Почему «проектная экосистема»? Экосистема – это сложная самоорганизующаяся, саморегулирующаяся и саморазвивающаяся система. В любой экосистеме живые организме взаимодействуют друг с другом, обмениваясь энергией. Проектная экосистема предполагает сотрудничество между педагогами в рамках семинара, обмен информацией и дальнейшее саморазвитие в своих образовательных учреждениях.

На первых занятиях педагоги выявляют ряд характерных особенностей этого метода обучения. Прежде всего это трудность выбора и формулировка темы проекта, затем наличие проблемы, которую предстоит решить в ходе работы над проектом. Причем проблема должна иметь личностно значимый для автора проекта характер, мотивировать его на поиски решения. Проект обязательно должен иметь ясную, реально достижимую цель. В самом общем смысле целью проекта всегда является решение исходной проблемы, но в каждом конкретном случае это решение имеет собственное неповторимое воплощение. Этим воплощением является проектный продукт, который создается автором в ходе его работы и также становится средством решения проблемы проекта [3].

При выборе темы проекта мы предлагаем использовать технологию теории решения изобретательских задач (ТРИЗ), а именно метод фокальных объектов (МФО). Это метод поиска новых идей путем присоединения к исходному объекту свойств или признаков случайных объектов. Суть метода заключается в перенесении признаков случайно выбранных объектов на совершенствуемый объект, который лежит как бы в фокусе переноса и поэтому называется фокальным. Возникшие необычные сочетания стараются развить путем свободных ассоциаций [4].

Для постановки целей используем технологию SMART. Каждая буква имеет расшифровку, которой надо следовать для правильной постановки задач: S – цель должна быть конкретной; M – измеримой; А – достижимой; R – совпадать с другими задачами, быть важной; Т – иметь временные рамки [5].

Любая проектная деятельность сопряжена с рисками. «Высший пилотаж» – управлять ими так, чтобы оставалось только хорошее. Это одна из ключевых областей проектной деятельности. Поэтому одно из занятий посвящено рискам: что это такое и как ими управлять.

Мы надеемся, что по окончании семинаров в результате групповой работы каждый педагог получит набор инструментов для дальнейшей деятельности. А также каждая группа создаст пред-проект или паспорт проекта, который станет основой для работы со школьниками.

Список литературы

1. Сараева А.А. Проектная деятельность как необходимый компонент профессиональной подготовки будущего учителя // Актуальные вопросы современной педагогики: материалы Междунар. науч. конф. (Уфа, июнь 2011 г.). Уфа: Лето, 2011. С. 114–117. URL: https://moluch.ru/conf/ped/ archive/18/803/ (дата обращения: 16.10.2018).

2. Пасечник А.С., Кокарева М.Е., Гордеев К.С., Жидков А.А. Проектная деятельность как модель образования учащихся [Электронный ресурс]. URL: https://clck.ru/EYjGJ (дата обращения: 16.10.2018).

3. Ступницкая М.А. Что такое учебный проект? М.: Первое сентября, 2010. 4. Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и решений. Метод фокальных объектов. [Электронный ресурс]. URL: https://www.inventech.ru/pub/ club/088/ (дата обращения: 15.10.2018).

5. Калинин С.И. Тайм-менеджмент: Практикум по управлению временем. СПб.: Речь, 2006.

Количественное оценивание трудности творческой задачи по химии

И.Б. Мишина

Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия

Одной из актуальных педагогических проблем сегодня является проблема развития творческих способностей учащихся в образовательном процессе. Зачастую это обусловливается стремлением участников образовательного процесса к достижению формального результата – успешному прохождению диагностических тестов и сдаче экзамена в форме ЕГЭ.

Развитию творческих способностей уделяют внимание в основном в учреждениях дошкольного образования, а также при организации проектной деятельности.

По нашему мнению, учитель редко использует задания творческого типа из-за отсутствия конкретных методик объективной оценки и возникающей в связи с этим проблемы организации творческого процесса. При этом важно понимание того, что оценка не должна являться самой целью, она лишь позволяет чаще и эффективнее применять задания творческого характера и способствует творческому развитию учащегося.

Выявлены очевидные противоречия между необходимостью оценить развитие творческих способностей и недостаточной разработанностью технологической и критериальной баз такого оценивания, а также между необходимостью формирования у учащихся творческих способностей в учебном процессе и реально существующими традиционными подходами к проведению уроков.

В настоящее время предложено несколько методик оценки творческих способностей (тест Элиса Пола Торренса, методика Г. Дэвиса для определения творческих способностей). Но ни одна из них не позволяет произвести объективную оценку творчества учащихся на предметном содержании и наблюдать за динамикой развития творческих способностей.

Принадлежность задачи к творческим определяется ее особыми, в сравнении с типовыми задачами, психодидактическими параметрами [2]. Первый параметр творческой задачи связан с особенностью формулировки ее условия, которая позволяет в процессе решения по-разному его интерпретировать. При решении таких задач, в отличие от обычных школьных репродуктивных заданий, ученик вынужден мыслить дивергентно, а это в большей мере свойственно реальным жизненным ситуациям. Второй параметр креативных заданий связан с неочевидностью некоторых свойств предметного содержания и, возможно, самóй ее проблемы. Последовательность, упорство и воля при решении задач, обладающих латентными свойствами, характеризуют такую особенность мыслительной деятельности ученика, как конвергентность.

При количественной оценке решения творческих задач дивергентность мыслительных действий определяется числом рассматриваемых учеником вариантов поиска решения, конвергентность оценивается по глубине проработки каждого варианта решения.

Разработку подхода к оцениванию творческих задач мы начнем с оценки дивергентной составляющей творческого решения, назовем ее дивергентной трудностью творческой задачи.

Поиск каждого следующего решения требует больших усилий со стороны ученика, поэтому мы не можем оценивать их одинаково. Значит, оценка дивергентности нелинейна, т.е. конечный балл оценки дивергентности не может быть равен числу предложенных решений. По нашему мнению, хорошо описывает такую нелинейную быстро растущую зависимость показательная функция, уравнение которой f(x) = ax.

Также необходимо учесть различную дивергентную трудность творческих задач, поскольку более легкая задача имеет большее количество тривиальных решений, а значит, искать учащемуся их легче. Для сравнения творческих задач между собой мы используем нормировку по медиане.