Актуальные проблемы химического и биологического образования

Рис. 1. Входной тест тестирование по теме «Карбоновые кислоты»

Организация изучения данной темы по модели «перевернутый класс» включает этап подготовки (создание Pre-Vodcasting) учителем виртуальной образовательной среды: подбор Podcast (подкастов), Vodcast (водкастов), презентаций, иных материалов и заданий к ним, а также выбор электронного сервиса для обратной связи с учениками.

В рамках предаудиторной работы курсантам предлагаются дидактические материалы и задания к ним. Например:

1. До изучения материала ответить на вопросы теста, провести рефлексию.

2. Используя методическое пособие, проанализировать номенклатуру, классификацию карбоновых кислот.

3. Просмотреть Vodcast: https://www.youtube.com/watch?v=kyMOEvJigWg, электронную презентацию и проанализировать физические свойства карбоновых кислот, данные внести в таблицу:

4. В сети интернет найти информацию и построить графики зависимости температуры плавления и растворимости кислот от величины молекулы (на примере гомологического ряда).

5. Составить прогноз возможных свойств данных веществ, исходя из особенностей строения и взаимного влияния атомов в молекуле.

6. Исследовать свойства простейших карбоновых кислот, с использованием Vodcast: https://www.youtube.com/watch?v=S00pJm7oLOc; https://www.youtube.com/watch?v=oB16nhRuEvA; https://www.youtube.com/watch?v=0xG7ihpa7K4

7. Используя электронное пособие, составить сравнительную характеристику производных карбоновых кислот (сложные эфиры, ангидриды, галогенангидриды, амиды).

В рамках урока обучающиеся в процессе совместной работы с учителем решают задачи, связанные с углублением, закреплением самостоятельно изученного материала. Ниже приведены примеры заданий:

1. Напишите структурные формулы следующих соединений:

а) амид этилуксусной кислоты;

б) ангидрид изомасляной кислоты;

в) бутират натрия.

2. Действием каких реагентов можно превратить пропионовую кислоту:

а) в пропионилбромид;

б) пропионовый ангидрид;

в) N-метиламид пропионовой кислоты?

Укажите условия реакций.

3. Напишите уравнения реакций с этиловым спиртом:

а) хлористого пропионила;

б) трихлоруксусного ангидрида;

в) пропионовой кислоты.

Назовите продукты реакций.

4. Заполните схему превращений и назовите образующиеся продукты:

5. Из пропилена и неорганических соединений получите амид изомасляной кислоты.

6. Определите строение соединения С4Н8О2, которое растворяется в водных растворах соды и щелочи. При взаимодействии с Ca(ОН)2 оно превращается в соединение, в результате сухой перегонки которого образуется диизопропилкетон. Напишите уравнения реакций.

Далее в рамках постаудиторной работы курсанты самостоятельно закрепляют материал, готовятся к текущей и итоговой оценке полученных знаний, умений, компонентов компетенций. Учитель может выбрать совместно с обучающимися несколько форм итоговой работы, например в виде теста, контрольной работы или проекта.

Таким образом, использование blended learning при обучении химии способствует развитию мотивации обучающихся к самостоятельной деятельности и является инструментом для дальнейшего саморазвития одаренных школьников.

Список литературы

1. Безрукова Н.П. Современные информационно-коммуникационные технологии в обучении химическим дисциплинам в высшей школе: учеб. пособие. Красноярск: КГПУ им. В.П. Астафьева, 2016. С. 70–79.

2. Безрукова Н.П., Селезова Е.В. О развитии одаренности обучающихся по биолого-химическому профилю в школах для одаренных детей // Актуальные проблемы химического и биологического образования: сб. материалов IX Всерос. науч.-методич. конф. с междунар. участием, Москва, 20–21 апреля 2018 г. / под ред. П.А. Оржековского. М.: МПГУ, 2018. С. 43–47.

3. Жерносек А.К. Организация смешанного обучения на кафедре фармацевтической химии Витебского государственного медицинского университета // Актуальные проблемы химического образования в средней и высшей школе: сб. науч. ст. / гл. ред. И.М. Прищепа; под ред. проф. Е.Я. Аршанского. Витебск: ВГУ им. П.М. Машерова, 2018. С. 222–223.

Совершенствование механизмов профессиональной подготовки будущих учителей химии в соответствии с векторами развития современного образования

М.Ж. Симонова, С.Г. Левина

Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет, Челябинск, Россия

Модернизация системы образования требует качественно новой квалификации педагогов, что отражено в федеральном проекте «Учитель будущего». Подготовка будущих учителей химии должна учитывать новые требования к программам обучения, цифровым навыкам, фундаментальной профессиональной предметной подготовке и предполагает непрерывный процесс обновления и совершенствования приобретаемых в вузе компетенций. Данные положения положены в основу разработки и реализации механизмов, совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей химии на кафедре химии, экологии и методики обучения химии естественно-технологического факультета ЮУрГГПУ.

Основным документом, отражающим требования к работе педагогов, выступает профессиональный стандарт педагога [3]. Принимая в качестве основной содержательной базы его положения, необходимо ориентировать весь процесс профессиональной подготовки будущих учителей химии на требования профессионального стандарта. Сложность их учета состоит в том, что помимо профессионального стандарта существуют образовательные стандарты подготовки бакалавров и магистров по направлению «Педагогическое образование» [5], регламентирующие процесс обучения в педагогическом вузе. Действующий образовательный и профессиональный стандарты изложены в разной терминологии, структурированы по-разному, имеют разную методологическую идеологию и задают разные требования. Для согласования этих стандартов в части перевода их требований на общий язык было проведено сопоставление трудовых действий (функций) и необходимых знаний и умений, а затем их декомпозиция и представление матрицы формируемых у студентов компетенций. Это позволило понять, каким содержанием важно обеспечить формирование предусмотренных образовательным стандартом компетенций и на какие требования профессионального стандарта «работает» каждая компетенция. Реализация данного механизма положена в основу разработки рабочих программ дисциплин и практик с учетом профильной направленности бакалавриата «Химия. Биология» и магистратуры «Химико-биологическое образование».

Для создания условий профессионального самоопределения и улучшения осведомленности обучающихся о перспективах подготовки и профессионального роста в профессии педагога-химика в течение нескольких лет факультетом и кафедрой реализуется проект «#Profday_УМ» (Университет в муниципалитет). Он направлен на интеграцию усилий муниципалитетов Челябинской области, администрации образовательных организаций и кафедр факультета по вовлечению в педагогическую профессию лучших выпускников школ и выступает одним из механизмов набора студентов на вышеназванные профили бакалавриата и магистратуры.

Систематическая работа с органами управления образованием в муниципалитетах включает встречи школьников со студентами и преподавателями кафедр, интерактивные выставки, экскурсии и презентации с использованием цифровых лабораторий и химического эксперимента, мастер-классы для учеников и педагогов «Ловушки ЕГЭ по химии», проводимые экспертами ЕГЭ – преподавателями кафедры, повышение мотивации профессионального роста через привлечение к обучению в магистратуре учителей. Данная работа уже приносит свои положительные результаты, выражающиеся в устойчивом конкурсе на названные выше программы бакалавриата и магистратуры. Следует отметить, что примерно 30% студентов I курса – это выпускники школ, принимавшие участие в данном проекте. Первые итоги реализации данного проекта позволяют говорить о том, что он способствует росту профессионализма педагогов, заканчивающих магистратуру, и увеличению количества профессионально-ориентированных студентов, желающих вернуться в муниципалитеты.

В качестве одного из механизмов повышения качества химико-педагогического образования выступает сетевое взаимодействие, при котором ресурсы одной общеобразовательной организации, выраженные в форме уникальных образовательных программ и интеллектуального потенциала, приумножаются материально-техническими возможностями других организаций. Примером такого взаимодействия выступают методические недели, которую организует кафедра химии, экологии и методики обучения химии с Городским методическим обществом (ГМО) учителей химии. Проведенные методические и практико-ориентированные семинары по темам: «Актуальные вопросы реализации ФГОС ООО в современной школе: особенности преподавания химии» [1], «Технология проектирования и оценивания метапредметных результатов в соответствии с требованиями ФГОС общего образования», «Проектная и исследовательская деятельность как фактор развития творческого потенциала учителя и учащегося», «Мотивация как ключевой момент современного урока химии при реализации ФГОС», «Подготовка и проведение химического эксперимента на ОГЭ» – получили высокую оценку учителей-практиков.

В рамках сетевого взаимодействия реализован совместный проект Комитета по делам образования Челябинска и ЮУрГГПУ «Усовские чтения», в рамках которого лучшие учителя города провели открытые учебные занятия для коллег, студентов и преподавателей кафедр вуза; студенты и учителя представили разработки уроков и внеурочных занятий на конкурсе «Лучшее метапредметное занятие» в 2017 и 2018 гг. Например, учитель высшей категории СОШ № 73 города Челябинска Л.В. Вятченникова поделилась со студентами и коллегами приемами развития химических знаний и умений, формирования гражданской позиции школьников при реализации ученического проекта «Быт русской избы в зеркале естественных наук», а студенты выпускного курса профиля «Биология. Химия» показали возможности использования ресурсов мобильных электронных приложений в обучении и на этапе формирующего оценивания по химии. Представление учебного материала в интерактивной форме, сочетание методов и приемов, направленных на сохранение традиций, формирование региональной идентичности и гражданственности, с игровыми мобильными технологиями позволило получить актуальные знания и качественно повысить профессиональный уровень всех присутствующих. Очень важно, что такие мероприятия не только создают атмосферу доброжелательности и поддержки каждого присутствующего, но и повышают мотивацию к обучению у студентов, подталкивают к постоянному росту и самосовершенствованию педагогов. Реализация системы университетского партнерства с образовательными организациями Челябинска осуществляется кафедрой также на базе лаборатории Метапредметного центра «Неуроки» естественно-технологического факультета ЮУрГГПУ. Здесь педагоги-практики и будущие учителя химии получают дополнительные возможности для повышения квалификации, сопровождения научных исследований и проектных работ школьников, организации внеурочной деятельности естественнонаучной направленности. Для учащихся 5–11 классов проводятся интегративные, модульные интерактивные экскурсии в условиях гуманитарной образовательной среды и тьюторского сопровождения образовательных интересов обучающихся. Наибольший интерес школьников вызывают темы «Химия и криминалистика», «В гостях у радуги», «О наноматериалах» и т.п. Экскурсии проходят в лабораториях кафедры и проводятся совместно преподавателями кафедры и студентами IV–V курсов. Они ориентированы на развитие экспериментальных, логических, исследовательских знаний и умений школьников [4], а будущим учителям позволяют овладеть реализацией современных образовательных и информационных технологий в обучении химии, направленных на достижение личностных и метапредметных результатов.

Педагоги городского методического объединения выступают в качестве супервизоров при прохождении студентами-химиками педагогической практики в школах Челябинска и области, передавая им свой педагогический опыт, помогают формировать культуру труда учителя, а также входят в состав жюри конкурсов профессионального мастерства вуза и состав комиссий государственной итоговой аттестации (ГИА) будущих учителей химии.

Проведение и структура профессионального экзамена на ГИА выступают также механизмом совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей химии. Оценивание готовности выпускника педагогического вуза к работе в реальных условиях образовательного процесса выступает ключевой целью профессионального экзамена, поэтому на экзамене присутствуют и принимают в нем активное участие представители работодателей. Их участие проявляется уже на стадии определения и отбора содержания профессионального экзамена, когда согласуется выбор экзаменационных заданий и тематика индивидуальных проектов, защищаемых в рамках экзамена. Подробно процедура ГИА профилей «Химия. Биология» описана нами в работе [2]. Механизм проведения квалификационного экзамена на ГИА позволяет оценить степень готовности выпускника к выполнению трудовых действий, предусмотренных профессиональным стандартом, и реализовать связь вуза с органами управления образованием и образовательными организациями, заинтересованными в трудоустройстве выпускников.

Нами представлены лишь некоторые механизмы совершенствования профессиональной подготовки будущих учителей химии, которые включают обмен опытом с коллегами и студентами; профессиональную социализацию студентов выпускных курсов; возможности с учетом векторов развития современного образования адресно готовить будущих учителей, ориентируясь на особенности и потребности образовательных организаций.

Статья подготовлена по результатам промежуточных научных исследований, проводимых в рамках научного проекта «Образовательная среда формирования профессионально значимых личностных ресурсов обучающихся как структурный компонент национальной системы профессионального роста учителей будущего в области естественнонаучного, географического и технологического образования», включенного в Комплексную программу научно-исследовательской, проектной и научно-организационной деятельности ЮУНЦ РАО «Педагогическое образование на Южном Урале: научные основы развития и инноваций».

Список литературы

1. Новые подходы к организации химического эксперимента / Левина С.Г. и др. // Химия в школе. 2015. № 1. С. 43–49.

2. Оценка профессиональных компетенций будущих учителей химии на государственной итоговой аттестации / Симонова М.Ж. и др. // Актуальные проблемы химического и естественнонаучного образования: сб. материалов VIII Всерос. науч.-методич. конф. с междунар. участием (21–22 апреля 2017 г.). М.: ИМИР, 2017. С. 194–197.

3. Приказ Минтруда и соцзащиты РФ «Об утверждении профессионального стандарта “Педагог (педагогическая деятельность в дошкольном, начальном общем, основном общем, среднем общем образовании) (воспитатель, учитель)”» от 18.10.2013 № 544н. URL: http://www.rosmintrud.ru/docs/mintrud/orders/129/

4. Левина С.Г., Мишина А.Б., Симонова М.Ж. Учебные исследования естественнонаучного содержания на уроках и во внеурочной деятельности при формировании у школьников элементов инженерной культуры // Пропедевтика инженерной культуры обучающихся в условиях модернизации образования: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (7–8 декабря 2016 г.) Челябинск: Цицеро, 2017. С. 174–179.

5. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 44.03.05 Педагогическое образование с двумя профилями подготовки. URL: http://минобрнауки.рф

Использование электронных ресурсов и приложений для повышения качества образования в рамках мобильного обучения

Т.А. Смирнова

Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия

В настоящее время информационные технологии проникли во все сферы жизни человека, неотъемлемой частью информатизации общества является информатизация образования.

Использование современных электронных ресурсов и приложений в образовании активизирует познавательный интерес студентов; позволяет преподавателям и студентам изменять образовательный процесс по уровню интенсивности, способу получения информации и другим аспектам и дает возможность для получения образования вне зависимости от местонахождения с помощью мобильных устройств. В связи с этим с каждым годом увеличивается количество разнообразных мобильных приложений, которые могут использоваться в рамках образовательного процесса, что расширяет возможности и качество образования.

Существуют как положительные, так и отрицательные стороны использования мобильных приложений в образовательном процессе.

К положительным сторонам относятся: быстрый доступ к фундаментальной литературе, учебным и справочным пособиям, ресурсам и программам в любой точке мира и в любое время дня и ночи; автономность обучения, что расширяет возможности для студентов, обучающихся дистанционно или по индивидуальному учебному плану; учет индивидуальных особенностей каждого обучающегося, их личного темпа обучения; повышение мотивации студентов; непрерывающаяся обратная связь, а также пробуждает стремление к непрерывному обучению.

Основные же минусы – методического и административно-организационного характера, так как достаточно сложно убедить преподавателей университета, что активное внедрение мобильных ресурсов и приложений будет способствовать оптимизации образовательного процесса, ведь студенты выполняют задания на портативных устройствах (смартфоны или планшеты), которые чаще всего запрещаются для использования на занятиях. К сожалению, не все преподаватели имеют соответствующий уровень владения информационно-коммуникационными технологиями сравнительно со студентами, что усложняет внедрение данных технологий в традиционное обучение и поддержание интерактивности учебного процесса. Еще одна отрицательная сторона заключается в том, что не так много специализированных ресурсов и приложений, которые готовы поддерживать образовательный процесс на разных уровнях по всем дисциплинам. В том числе относят к сложностям внедрения данных технологий то, что большинство программ и приложений на иностранном (английском) языке, но скорее это положительная сторона, которая позволяет осуществлять межпредметные и метапредметные связи.

На данный момент существует большой выбор приложений для тестирования студентов, таких как Kahoot!, Quizzez, Triventy, Socrative, Quizalize и т.д., а также для сопровождения образовательного процесса в рамках биолого-химических дисциплин, например Human, Space 4D+, Anatomy 4D и Elements 4D.

Каждому педагогу необходимо знать тенденции развития современных информационных технологий, владеть ими и знать, как обоснованно и грамотно применять их в процессе обучения. Применение мобильных технологий повышает качество обучения и привлекательность самого образования, изучаемых дисциплин для студентов вуза. Внедрение мобильного обучения и мобильных технологий обеспечивает непрерывность образовательного процесса, реализует эффективную обратную связь и в то же время обеспечивает поддержку практических занятий, как информационную, так и методическую.

Компьютерные технологии в системе оценивания и контроля самостоятельной работы студентов

А.М. Стихова

Государственный морской университет им. адмирала Ф.Ф. Ушакова, Новороссийск, Россия

Н.М. Трудникова

Новороссийский социально-педагогический колледж, Новороссийск, Россия

Важнейшим компонентом организации самостоятельной работы студентов является оценивание и контроль ее результатов. В рамках данной статьи остановимся на системе оценивания и контроля самостоятельной работы студентов при выполнении курсовой работы по общей и неорганической химии в вузе. В соответствии с инженерно-экологическим профилем изучаемой дисциплины определена тема курсовой работы «Химический элемент и окружающая среда». Курсовая работа состоит из четырех взаимосвязанных разделов: «Промышленное производство», «Химический эксперимент», «Химические свойства веществ», «Охрана окружающей среды». В основе экспериментальной части курсовой работы – определение содержания одного из соединений рассматриваемого элемента методом количественного анализа на примере природных или сточных вод.

Разработаны требования к курсовой работе, а также параметры и критерии их оценивания. К основным параметрам оценивания курсовой работы относятся объем работы, наличие определенного количества иллюстративного материала и его качество. Высокий уровень качества иллюстративного материала предусматривает не только оформление по стандарту, но и разработку собственного иллюстративного материала. Степень раскрытия темы – важный параметр оценивания курсовой работы. Так, например, химические свойства должны рассматриваться с позиции кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействий. Не менее важным является подкрепление информации о свойствах химических элементов и их соединений количественными характеристиками (значения химических и физико-химических параметров, взятых из справочных таблиц или полученных в результате соответствующих расчетов). Или, например, в разделе «Охрана окружающей среды» должны быть представлены информация о характере воздействия на окружающую среду токсичных соединений данного элемента, данные о нормировании загрязняющих веществ и оборудовании для очистки от загрязнителей. Оценивание библиографии осуществляется по количеству источников, используемых в работе. Не менее важным фактором, влияющим на оценивание данного параметра, является уровень значимости источника, т.е. сведения из источника информации должны быть специализированными, в узком направлении темы. Обобщение и выводы должны полностью соответствовать содержанию курсовой работы и правильно, в том числе стилистически, оформлены. Степень самостоятельности выполнения курсовой работы значительно влияет на ее итоговую оценку.

Параметры и критерии оценивания соответствуют общей системе оценивания самостоятельной работы, разработанной на основе методологии дифференционно-интеграционной теории развития. Система оценивания уровня самостоятельной работы (коэффициент самостоятельности выполнения работы) включает постоянные (Кп) и изменяемые (Ки) параметры, соотношение коэффициентов значимости (Кз) которых составляет 0,33 и 0,67 долей единицы соответственно. К изменяемым параметрам относятся: уровень использованных источников информации (ε, Кз = 0,16), степень раскрытия темы (φ, Кз = 0,17), подведение итогов самостоятельной работы, формулирование выводов (η, Кз = 0,17), степень самостоятельности выполнения работы (μ, Кз = 0,17). Приведенные значения коэффициентов значимости (0,16 или 0,17) были получены при умножении суммарного коэффициента значимости для изменяемых параметров (0,67) на долю каждого параметра. Константа изменяемых параметров рассчитывается по формуле: Ки = 0,16 × ε + 0,17 × φ + 0,17 × η + 0,17 × μ, максимальное значение составляет 2,01.

Разработанную систему оценивания можно считать универсальной и с некоторыми корректировками использовать для определения уровня самостоятельной работы любого типа, в том числе курсовой работы. Курсовая работа представляет собой самостоятельную работу высокого уровня, поэтому диапазон уровней изменяемых параметров составляет соответственно: 2,33; 2,67; 3,0 [1].

Пункт четвертый разделен на четыре подпункта:

4.1. Производство – 25%.

Сырье – доля выполнения данного пункта [0,125; 0,25].

Технология – доля выполнения данного пункта [0,25; 0, 5].

Продукция – доля выполнения данного пункта [0,125; 0,25].

4.2. Химический эксперимент – 25%.

Выполнение эксперимента – доля выполнения данного пункта [0,15; 0,3].

Расчеты – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Выводы – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

4.3. Химические свойства веществ – 25%.

Кислотно-основные свойства – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Окислительно-восстановительные свойства – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Использование количественных характеристик веществ данного химического элемента – доля выполнения данного пункта [0,15; 0,3].