Актуальные проблемы химического и биологического образования

4.4. Охрана окружающей среды – 25%.

Характер воздействия на окружающую среду – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

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

Оборудование для очистки – доля выполнения данного пункта [0,15; 0,3].

Проценты, рассчитанные с учетом доли выполнения каждого пункта, суммируются, и для оценки параметра в баллах используется следующая шкала оценивания: около 50% – 2,33 балла; от 70% и выше – 2,67 балла; около 100% – 3 балла.

Для повышения эффективности самостоятельной работы студентов создана компьютерная программа оценивания курсовой работы Assessment of student’s coursework [2]. Данная программа реализует уникальный алгоритм оценивания, который учитывает основные пункты и особенности написания курсовой работы студентов. Программа Assessment of student’s coursework автоматизирует рутинную работу по подсчету коэффициентов и применению их к итоговой формуле подсчета результатов. Расчет процента выполнения курсовой работы осуществляется в соответствии с разработанным алгоритмом. В ходе работы используются следующие данные, введенные пользователем при помощи графического интерфейса.

• Название группы.

• ФИО студента.

• Количество страниц курсовой работы.

• Количество иллюстраций в тексте курсовой работы.

• Количество слайдов в презентации.

• Количество слайдов с иллюстрациями.

• Качество иллюстративного материала.

• Логичность изложения содержания в тексте и в презентации.

• Степень раскрытия разделов пункта «Химическое производство»:

– сырье;

– технология;

– продукция.

• Степень раскрытия разделов пункта «Химический эксперимент»:

– самостоятельность выполнения эксперимента;

– качество расчетов по итогам эксперимента;

– качество сделанных выводов в ходе эксперимента.

• Степень раскрытия разделов пункта «Химические свойства веществ»:

– кислотно-основные взаимодействия;

– окислительно-восстановительные свойства;

– количественные характеристики физико-химических процессов.

• Степень раскрытия разделов пункта «Охрана окружающей среды»:

– характер воздействия на окружающую среду;

– нормирование;

– оборудование для очистки.

• Библиографический список:

– количество источников информации;

– соответствие ГОСТу.

• Самостоятельность выполнения работы в целом.

• Обобщения и выводы.

Пользователь программы должен только указать выполненные пункты, а разработанные в программе алгоритмы вычислят итоговую оценку и процент выполнения курсовой работы. Как следствие, программа Assessment of student’s coursework, применяя вычислительный алгоритм, выводит на пользовательский интерфейс процент качества выполнения курсовой работы и оценку согласно разработанным критериям. Отдельная функция программы позволяет составить отчет по всем параметрам каждой курсовой работы, увидеть студенту собственную работу глазами преподавателя и доработать ее с учетом замечаний до более высокого уровня. Автоматическое изменение критериев оценивания курсовой работы позволяет учитывать индивидуальные особенности студентов каждой группы. Введенные данные для всех проверяемых курсовых работ студентов сохраняются в файл и могут быть использованы повторно с возможностью внесения в них изменений.

В аспекте дифференционно-интеграционной методологии разработана система оценивания и контроля самостоятельной работы студентов с применением компьютерных технологий. Компьютерная программа Assessment of student’s coursework способствует более качественному выполнению самостоятельной работы, так как обеспечивает не только ориентиры для индивидуальной деятельности, но и возможности для более объективного самооценивания и самоконтроля.

Список литературы

1. Стихова, А.М. Организация самостоятельной работы студентов по химии в вузе на основе интегративно-дифференцированного подхода: методич. рекомендации для преподавателей вузов: учеб.-методич. пособие. Новороссийск: ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2015.

2 Стихова А.М., Трудникова Н.М., Баламут Д.С., Жуликов Н.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Assessment of student’s coursework (Course Work). № 2014619837 от 23.09.2014 // Официальный бюллетень федеральной службы по интеллектуальной собственности (РОСПАТЕНТ). 2014. №10 (96).

Преемственность курсовых и выпускных квалификационных работ при подготовке учителя химии

А.А. Сутягин

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

Неотъемлемой частью образовательной программы подготовки бакалавров является курсовая работа, основной целью выполнения которой является расширение, углубление знаний и умений студента и формирование у него необходимых профессиональных компетенций в научно-исследовательской деятельности. При выполнении этих работ происходит систематизация теоретического материала, расширение практических умений студентов, формирование навыков работы с литературными источниками различного характера; развитие познавательных способностей и активности студента, в том числе творческих, формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации [2].

В предыдущих подходах к выбору темы курсовой работы преподаватель, как правило, ориентировал студента на область своих научных интересов либо тема работы выбиралась исходя из интересов самого студента с учетом возможностей кафедры. В итоге очень часто темы расширялись и углублялись в течение нескольких лет, но были объединены единым смыслом и направлением, перерастая на выходе в квалификационную (дипломную) работу выпускника. При этом курсовая работа могла быть не связана с каким-либо конкретным предметом учебного плана, а тема и содержание – посвящены исследованиям в предметной области, еще не изучаемой студентом. При данном подходе курсовую работу рассматривали в большей степени не как составную часть учебного процесса, а как часть системы научно-исследовательской работы студента, направленной на развитие навыков в области исследовательской деятельности.

В современных подходах курсовая работа рассматривается как элемент учебной работы, содержащий результаты теоретического или экспериментального исследования, выполненного по отдельной конкретной дисциплине, при этом данная дисциплина «привязана» к учебному плану подготовки бакалавра. В результате бакалавр, обучаясь на данном конкретном курсе, должен выполнять исследование только по конкретной дисциплине, выполняемой на данном курсе, и в течение обучения должен выполнять курсовые работы каждый год, связанные с новой дисциплиной. Это обеспечивает приближение курсовой работы к учебному процессу, но усложняет переход курсовой работы в квалификационную, которая согласно учебному плану должна выполняться на последнем году обучения студента. В то же время целью курсовой работы остается развитие навыков, способствующих подготовке к выполнению ВКР [1].

Для обеспечения качества квалификационных работ необходимо обеспечить преемственность между темами выполняемых курсовых работ и планомерное расширение начальной темы через межпредметные связи. Рассмотрим последовательность химических дисциплин, по которым выполняются курсовые работы, согласно учебному плану бакалавров направления «Педагогическое образование», профильная направленность «Биология. Химия»:

• 4 семестр – «Общая и неорганическая химия»;

• 6 семестр – «Органическая химия, Аналитическая химия»;

• 8 семестр – «Химия окружающей среды», «Методика обучения химии», «Химические основы биологических процессов».

Предположим, что в конце первого курса студент решил выполнять курсовую работу под руководством преподавателя, основные научные интересы которого лежат в области супрамолекулярной химии. На втором курсе курсовая работа выполняется по дисциплине «Общая и неорганическая химия». Тогда с учетом возможности продолжения работы в области супрамолекулярной химии студенту для выполнения может быть предложена тема «Проявление нековалентных взаимодействий в химических системах». В рамках изучения этой темы студент может ознакомиться с природой нековалентных взаимодействий, лежащих в основе формирования супрамолекулярных структур, их характеристиками и последствиями проявлений [3]. Возможно проведение простых экспериментов, связанных, например, с определением температур кипения и плавления или растворимости веществ, характеризующихся возможностью или невозможностью образования водородных связей.

На третьем курсе выполнение данной работы может быть продолжено, но уже при выполнении курсовой работы по дисциплине «Органическая химия». Например, темой работы, продолжающей исследование, может быть «Синтез соединений включений». Опираясь на знания, полученные о природе нековалентных взаимодействий, студент может рассмотреть возможности комплексообразования, приводящие к образованию надмолекулярных систем, условия образования комплексов и их стабильность в различных средах и условиях существования. На данном этапе может быть начат синтез органических структур с применением классических методов органического синтеза и химического моделирования.

При обучении на четвертом курсе выполнение работы может быть продолжено в рамках дисциплины «Химические основы биологических процессов». Супрамолекулярные эффекты лежат в основе многих биологических процессов, таких как ферментативный катализ, матричный биосинтез, эффект действия лекарственных препаратов и т.д. [5]. Пример темы, в рамках которой студент может продолжать свое исследование, – «Супрамолекулярное инкапсулирование лекарственных препаратов». Студент может конкретизировать понятие о супрамолекулярных взаимодействиях, продолжить работу в области синтеза молекулярных систем.

Обобщением трех курсовых работ может стать выход на выпускную квалификационную работу, выполненную, например, в рамках темы «Супрамолекулярное связывание циклодекстринами». На этом этапе необходимо не только обобщение всей информации, полученной ранее. Обязательным требованием к ВКР направления «Педагогическое образование» является наличие педагогического приложения, демонстрирующего приложение материала работы в учебно-воспитательном процессе. Тогда на данном этапе студент имеет возможность отобрать темы школьного курса, в которых могут быть затронуты вопросы супрамолекулярной химии, проведены подбор либо разработка заданий, связанных с этой темой, а также их апробирование в рамках педагогической практики [4].

Данный подход имеет ряд ограничений. В первую очередь это незнание студентами младших курсов направлений деятельности кафедры, неспособность выбрать направление исследования, которое заинтересует его в течение всего срока обучения. В этом основная роль принадлежит педагогу, который должен заинтересовать студента, показав ему уже на ранних этапах выполнения работы перспективы темы, возможности ее дальнейшего продолжения и ее значение в будущей профессиональной деятельности.

Список литературы

1. Положение о курсовой работе (проекте) / утв. на заседании Ученого совета ЮУрГГПУ. Протокол № 3 от 28.09.2017. Челябинск: ЮУрГГПУ, 2017. URL: http://www.cspu.ru/sveden/document/

2. Степановских Е.И., Кушнарева Т.В. Самостоятельная работа студентов при выполнении курсовых работ по физической химии [Электронный ресурс] // Науковедение. 2015. Т. 7. № 2. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/165PVN215.pdf

3. Стид Дж., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия. Т. 1. М.: Академкнига, 2007.

4. Сутягин А.А. , Фабер А.А. Знакомство с супрамолекулярной химией при подготовке школьников к олимпиадам // Инновационные процессы в химическом образовании в контексте современной образовательной политики: материалы V Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Челябинск: ЮУрГГПУ, 2017. С. 154–157.

5. Федорова О.А. Супрамолекулярная химия. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010.

О разработке концепции биологического образования школьников в Российской Федерации

А.В. Теремов, С.К. Пятунина

Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия

В последнее время в педагогическом сообществе развернулась бурная дискуссия о биологическом образовании школьников, о пересмотре его содержания и структуры. Внедрение в образовательную практику нового поколения ФГОС, государственная итоговая аттестация и ВПР, реализация в столичном образовании проекта «Медицинский класс в московской школе» и др. инициировали работу научных коллективов по этой тематике. В 2017 г. сотрудники Института биологии и химии МПГУ приняли участие в выполнении государственного задания № 27.9476.2017/НМ «Разработка обязательной части основной образовательной программы для уровней начального общего, основного общего и среднего общего образования». Его итогом стали детализация содержательной части ФГОС ООО и ФГОС СОО по биологии и общие подходы к разработке концепции биологического образования школьников в Российской Федерации.

Остановимся на спорных вопросах, учет которых важен для создания единой целостной системы взглядов на принципы, цели, задачи и основные направления развития биологического образования в нашей стране, определяющие механизмы, ресурсное обеспечение и ожидаемые результаты образовательной деятельности по биологии в общеобразовательных организациях разного типа.

1. О значении учебного предмета «Биология». Биология является «связующим звеном» между физикой, химией и обществознанием, изучающими соответственно физическую, химическую и социальную формы движения материи. Она интегрирует на современном этапе своего развития знания разных естественных наук о живой природе, в том числе и знания об организме человека. Содержание и структура школьной биологии в последние годы претерпели значительные изменения, большинство из которых негативно сказалось на результатах образовательной деятельности, внесли коррективы в методику и технологию работу с биологическими знаниями.

Научные исследования в области биологии, медицины и экологии занимают ведущее место в современной науке. Об этом свидетельствует цитируемость научных статей, публикуемых в рецензируемых журналах, принятие на государственном уровне в качестве приоритетных направлений развития научных исследований в области молекулярной биологии, биотехнологии, биохимии и биомедицины. Биологические знания обеспечивают подготовленность выпускников школы к природосообразной деятельности в окружающей среде, осознанию значимости сохранения своего здоровья, от чего зависят качество и продолжительность жизни каждого человека, сохранность биосферы как основы существования природных, техногенных и социальных систем. Значимость биологического образования для сегодняшних и завтрашних школьников не может быть подвергнута сомнению, биологические знания должны присутствовать в содержании естественнонаучного образования на всех ступенях образовательной лестницы: в начальной, основной и старшей школах.

Этот тезис противоречит действующему Базисному учебному плану (БУП), согласно которому, количество часов на изучение учебного предмета «Биология» в 5–7 классах начиная с 2002 г. уменьшено вдвое по причине появления новых дисциплин и перераспределения на них «биологических» часов. Явно устаревшая норма 35-часовой недельной нагрузки на школьников нуждается в пересмотре, особенно если принять во внимание объем недельной нагрузки (60 часов) в школах стран Юго-Восточной Азии (Южной Кореи, Сингапура, КНР) – мировых лидеров школьного естественнонаучного образования. Уместить содержание учебного предмета «Биология» в облигатный курс для основной школы при сохранении прежней санитарной нормы не получится. Значительный объем учебной информации, содержащей не только необходимые тексты (инвариантное ядро), но и контексты (вариативную оболочку), важные для понимания и осмысления биологических знаний, будет в этих условиях изучаться факультативно, т.е. по выбору школьников, с использованием получившей в последнее время распространение в отечественном образовании технологии дистанционного обучения со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями для освоения обучающимися содержания учебного предмета «Биология».

2. О мотивации школьников к изучению биологии. За последние годы личность школьника заметно изменилась. Главное ее отличие сейчас состоит в снижении мотивации к учебно-познавательной деятельности. Приобретение знаний перестало быть самоцелью и рассматривается обучающимися и их родителями с прагматических позиций: имеют ли знания ценность на рынке труда или при поступлении в вуз? И если в младшем школьном возрасте еще стихийно выражен рост мотивации ребенка к знаниям, то к подростковому возрасту ситуация становится иной – в сознании обучающегося появляются «информационные фильтры» – его мировоззренческие взгляды, идеалы и убеждения, позволяющие отбрасывать ненужную информацию, не вписывающуюся в сложившуюся у личности когнитивную систему.

В этом смысле изменения коснулись целей биологического образования. Если раньше оно было направлено на усвоение школьниками основ биологических наук, то сейчас биологическое образование призвано обеспечить личностное развитие обучающихся средствами учебного предмета «Биология»; формирование навыка самостоятельного приобретения знаний при работе с различной информацией, в том числе и в сети интернет; социализацию и приобщение к познавательной культуре. Переход от знаниевой к субъектно-деятельностной парадигме предопределяет распространение в обучении практико-ориентированных заданий, реализующих принцип связи обучения с жизнью, внедрения в образовательный процесс по биологии проектной и исследовательской технологий. Однако явно завышенная оценка актуализированного познавательного опыта личности и реальных ее потребностей несет ущерб теоретическим знаниям, составляющим фундамент биологического образования. Важнейшие области биологии (молекулярная биология, биология развития, генетика, эволюционное учение и др.) не могут быть поняты обучающимися только на основе ознакомления с научными гипотезами и теориями – абстрактными знаниями, изложение которых дается учителем в основном методом объяснения. Биология, как и всякая естественная наука, содержит достаточно мало изменчивых фундаментальных научных положений. Включение в концепцию биологического образования тезиса о ведущей роли практической деятельности по отношению к усвоению школьниками теорий угрожает основам биологических знаний, которые могут быть в таком случае заменены практико-ориентированными, т.е. прикладными знаниями для пользователя, поскольку познавательные потребности личности, а следовательно, и мотивы ее деятельности постоянно меняются в зависимости от ее внутренних устремлений и окружающих условий.

3. О содержании учебного предмета «Биология». Биологическое образование в школе представлено на всех ступенях школы, что обусловлено, во-первых, его значимостью для познания человеком живой природы и собственного организма, т.е. формированием экологической, генетической и гигиенической грамотности; во-вторых, наличием у младших и средних школьников познавательного интереса к живым существам, а у старших школьников – к мировоззренческим проблемам, связанным с происхождением жизни, человека и др. Обновление содержания биологического образования связано с преодолением противоречия между требованиями ФГОС к содержанию учебного предмета «Биология», задачами разработки на федеральном уровне ЕГЭ и ВПР по биологии и наличием семи линий авторских УМК из Федерального перечня учебников (ФПУ) Министерства просвещения РФ (приказ от 28.12.2018 № 345), каждая из которых имеет свою структуру, а подчас и весьма отличную от других совокупность основных и вспомогательных биологических знаний.

Такая разноплановость учебного предмета «Биология» уже привела к негативным явлениям: нарушена преемственность в развитии биологических знаний, последовательность и объем рассматриваемых биологических понятий в разных УМК неодинаковые, аппарат организации усвоения знаний существенно различается как по своему целевому назначению, так и по способам реализации в образовательном процессе. Учителя поставлены в непростую ситуацию выбора УМК, создания рабочих программ по предмету на основе авторских разработок. Следовательно, назрела необходимость детализации содержания ФГОС по биологии, «привязки» дидактических единиц знаний к соответствующим разделам и темам школьного курса биологии, распределения содержания биологического образования по годам обучения на основе сформировавшегося в педагогическом сообществе консолидированного мнения.

Например, большинство учителей и методистов считают, что линейная схема изучения учебного предмета «Биология» лучше, чем концентрическая. Кроме того, необходимы летние задания по биологии, а также увеличение числа лабораторных и практических работ, которые могут выполняться обучающимися внеурочно. Важна также интеграция обязательной учебной работы с дополнительным биологическим образованием, использованием возможностей взаимодействия общеобразовательных организаций с социальными партнерами, в том числе с учреждениями высшего образования, центрами научно-технического творчества молодежи, творческими студиями и т.п. Часть общебиологического материала при этом нуждается в перемещении из завершающего раздела курса биологии, изучаемого в старшей школе, в разделы «Введение в биологию», «Биология растений, грибов, лишайников и бактерий», «Биология животных», «Биология человека», которые обучающие будут изучать в 5–9 классах, что придаст биологическим знаниям фундаментальность и основательность.

4. О методической подготовке учителей биологии. Проблемой остается низкая результативность преподавания учебного предмета «Биология» в условиях 1 часа в неделю. Одночасовые курсы доказали свою неэффективность, поэтому сейчас задача более тесного взаимодействия классно-урочной учебной работы с внеурочной и внеклассной формами организации образовательного процесса как никогда актуальна. В условиях формирования информационно-образовательной среды значительный объем учебной информации по биологии оказывается предназначенным для самостоятельного изучения обучающимися с помощью информационно-компьютерных технологий на основе специально разработанных ЦОР, ЭОР, ЭФУ и т.п.

Субъектно-деятельностная парадигма меняет стиль образовательной деятельности, сейчас особенно востребовано педагогическое мастерство учителя, обеспечивающее персонифицированные формы подачи учебного материала, «мягкий» контроль образовательных достижений обучающихся через введение программированного опроса, учета уровней обученности, модальности восприятия информации, объемов и видов памяти и др. Главная цель пребывания обучающегося в школе – создание предпосылок для личностного освоения содержания информационно-образовательной среды. Содержание это многоплановое, наряду с рациональными элементами в нем присутствуют и иррациональные, претендующие на статус научного знания. От учителя в этих условиях требуется способность вступать в дискуссию с апологетами псевдонауки, проводниками идеи снижения тонуса рациональности и клерикализации образования и подмены подготовки по биологии, химии и физике изучением интегрированных курсов «Естествознание» и «ОБЖ».

Многие учителя недооценивают важность метапредметных результатов обучения, что не позволяет полноценно реализовать заявленные в ФГОС ООО и ФГОС СОО требования к биологическому образованию. Междисциплинарный подход, интеграция знаний математики, физики, химии, обществознания позволяет создать вокруг «биологических текстов» обширное контекстное окружение, проиллюстрировать неразрывное единство научного знания и условность границ между изучаемыми в школе учебными предметами.

Подготовка к государственной итоговой аттестации, прямо влияющая на оценку деятельности учителя в школе, превращает иногда изучение биологии в 9 и 11 классах в «натаскивание» на задания ОГЭ и ЕГЭ, подменяет реальное обучение, воспитание и развитие школьников. В этих условиях начинает доминировать объяснительно-иллюстративное обучение, не оставляющее место для проблемного метода изложения учителем учебного материала. Биологические знания преподносятся школьникам в готовом виде, формируя неверное представление о биологии как о застывшем кодексе завершенных знаний, а не как об активно развивающейся и меняющейся во времени науке.

5. О кадровом обеспечении биологического образования. Сложившаяся система методической подготовки будущего учителя биологии в педагогическом вузе не отвечает вызовам времени. В прошлом она сводилась к подготовке предметника, т.е. изучение содержания биологии преобладало над методической подготовкой. Методическое творчество играло второстепенную роль и сводилось в основном к ознакомлению с передовым педагогическим опытом, с наработанными методиками. В современных реалиях, когда многие студенты бакалавриата и магистратуры уже работают учителями в школах, развитие методического творчества как профессионального качества учителя не может быть отнесено на поздние сроки их пребывания в вузе, оно должно стать ориентиром образовательной деятельности, связывать в единую систему развитие методического мышления, методические компетенции и профессиональную направленность личности. Развитие методического мышления в этой системе – основной фактор методической подготовки будущего учителя биологии, так как в условиях слабой предсказуемости и неопределенности педагогических систем от него требуется владение комплексом методов и приемов обучения, дидактических средств, способных организовывать и направлять в нужное русло образовательную деятельность школьников.