Актуальные проблемы химического и биологического образования

Обращает на себя внимание тот факт, что нам не удалось обнаружить связь между успеваемостью студентов и их ориентацией на будущую профессию (все студенты на вопрос «Вам нравится ваша специальность?» дали ответ «Да»). Вместе с тем многие авторы [3; 4] отмечают важнейшую роль мотивации учебной деятельности, в частности ориентации на профессиональную подготовку, в успеваемости студентов. Возможно, полученные нами результаты обусловлены тем, что к началу второго курса студенты еще недостаточно хорошо представляют будущую профессиональную деятельность, будущая профессия является для них еще чем-то абстрактным и отдаленным.

Интересно также, что нам не удалось выявить связь между успеваемостью и частотой использования интернета в учебных целях (τ = 0,04, p >0,05), что, вероятно, связано с тем, что «слабые» и «сильные» одинаково часто используют интернет в указанных целях.

Таким образом, успеваемость студентов направления подготовки «Химия» в конце первого / начале второго курса связана, по-видимому, главным образом, со сформировавшейся еще в школе привычкой учиться.

Список литературы

1. Вернигора А.Н., Волкова Н.В., Усольцева А.А. Применение математических методов для прогнозирования успеваемости // Актуальные проблемы химического образования: материалы Всерос. науч.-практ. конф. учителей химии и преподавателей вузов (Пенза, 5 декабря 2018 г.) / под общ. ред. Н.В. Волковой. Пенза: Изд-во ПГУ, 2019. С. 108–112.

2. Косякин Ю.В. Прогнозирование текущей и долгосрочной успеваемости студентов дистанционного образования на основе регрессионных моделей // Гуманитарное образование в парадигме сложности: сб. науч. ст. М.: МАМИ, 2016. С. 14–44.

3. Подольная Н.Н., Лещайкина М.В., Еремеева М.А., Архипова К.Н. Применение статистических методов в исследовании успеваемости студентов вуза как составляющей качества образования // Системное управление. 2009. № 1 (4). С. 31–36.

4. Реан А., Бордовская Н., Розум С. Психология и педагогика. СПб.: Питер, 2002.

5. Шелехова Л.В. Математические методы в педагогике и психологии: в схемах и таблицах: учеб. пособие. Майкоп: Изд-во АГУ, 2010.

Применение компьютерного тестирования для подготовки к единому государственному экзамену по химии

Н.В. Волкова, А.Н. Вернигора

Пензенский государственный университет, Пенза, Россия

Одной из наиболее актуальных проблем химического образования на сегодняшний день является подготовка к Единому государственному экзамену (ЕГЭ). ЕГЭ проводится в целях формирования объективной оценки качества подготовки выпускников общеобразовательных учреждений и абитуриентов. На сегодняшний день тестовая форма контроля признана наиболее надежной при оценке знаний обучающихся [1; 2]. Тестирование позволяет автоматизировать контроль знаний, обработку результатов, хранение информации.

Подготовка к ЕГЭ включает в себя глубокое изучение теоретического материала, формирование понятий о взаимосвязи состава, строения и свойств веществ, тщательное изучение демоверсии ЕГЭ и развитие навыков выполнения тестов. Задача педагога – подобрать тренировочные материалы таким образом, чтобы они по сложности не уступали демонстрационным, а также максимально стимулировали нестандартное мышление и познавательную активность учащихся. Использование цифровых технологий является неотъемлемой частью учебного процесса в различных образовательных учреждениях. Большую популярность в последнее время приобретают компьютерные тест-тренажеры. Они помогают учащимся самостоятельно провести диагностику сформированности компетенций, подготовиться к тестированию ЕГЭ по химии, позволяют осуществлять переход от субъективного оценивания к объективному. Целью нашей работы являлась разработка тест-тренажера по химии, предназначенного для подготовки школьников к сдаче ЕГЭ.

Особую важность имеет подготовка студентов педагогического вуза к выполнению заданий ЕГЭ. Абитуриенты направления «Педагогическое образование» по профилям «Биология и Химия» не сдают ЕГЭ по химии как вступительный экзамен в вуз. На педагогической практике или во время работы в школе бакалавр должен демонстрировать умение не только выполнять тесты самостоятельно, но и обучать этому школьников. В условиях реализации ФГОС, компетентностного подхода и постоянного дефицита времени встает вопрос: в рамках каких дисциплин готовить студентов к ЕГЭ? Очевидно, большая роль в этом процессе должна отводиться самоподготовке. В связи с этим мы считаем актуальным использование комплекта тестов, разработанного нами, в самостоятельной работе студентов.

На данный момент в сети интернет существуют онлайн-тренажеры по химии. Однако, доступ к некоторым из них возможен лишь после регистрации и оплаты услуг, содержание тестов в других не соответствует кодификатору ЕГЭ. Поэтому мы решили разработать компьютерные тесты, форма заданий в которых будет находиться в строгом соответствии с демоверсией Федерального института педагогических измерений (ФИПИ). Тест-тренажер будет доступен в любое время без доступа в интернет. При разработке тестов мы ориентировались на Кодификатор элементов содержания ЕГЭ по химии демоварианта 2018 г. [3].

Для создания компьютерных тестов нами выбрана программа MyTestX, так как она обладает большими возможностями для разработки и проведения компьютерного тестирования [4]. Программа является свободно распространяемой, поддерживает большое количество графических форматов, включает редактор формул. Нами разработана компьютерная база тестирования, включающая в себя вопросы по основным разделам химии. Она представлена заданиями различных типов: множественный выбор, сопоставление, ручной ввод числа, реализованных в программе MyTestX (рис. 1, 2).

Рис. 1. Пример задания на сопоставление, представленного в тесте

Рис. 2. Пример задания на ввод числа, представленного в тесте

Задания предназначены для самообразования и восполнения пробелов традиционного обучения, являются дифференцированными и вариативными. По окончании тестирования обучающийся получает развернутый отчет по результатам работы, что позволяет выявить пробелы в знаниях и ликвидировать их.

Разработанный тест-тренажер апробирован в учебном процессе кафедры «Химия и теория и методика обучения химии» ПГУ и МБОУ СОШ № 48 г. Пензы. Основными задачами апробации были выявление заданий, в которых есть случайные ошибки и опечатки, оценка сложности заданий, уточнение времени, необходимого на выполнение теста. Учащимся предлагалось пройти тест за 45 минут. После окончания тестирования было проведено анкетирование учащихся, по итогам которого удалось выяснить, что большинство респондентов считают тест достаточно сложным, соответствующим по уровню сложности заданиям КИМ ЕГЭ, и информативным, охватывающим многие темы школьного курса химии. Среди пожеланий учащихся к тестовой программе можно отметить увеличение времени, отводимого на тестирование, а также введение возможности вернуться к пропущенному тестовому заданию без пролистывания всего перечня заданий. Среди достоинств были отмечены простота интерфейса, наличие калькулятора внутри программы, отображение личных характеристик в окне тестирования. По результатам апробации были внесены корректировки в существующие задания.

Компьютерное тестирование в настоящее время является неотъемлемой частью традиционной системы обучения, но при этом не заменяет традиционные методы педагогического контроля, а лишь дополняет их. Современный учебный процесс невозможно представить без использования компьютерных средств обучения, таких как электронные учебники, задачники, лабораторные практикумы, справочники, тестирующие системы и т.д. Применение тест-тренажеров расширяет возможности педагогического контроля и самоконтроля при обучении химии. Разработанный нами тест-тренажер позволяет осуществлять подготовку студентов педагогического вуза к выполнению заданий ЕГЭ во внеурочное время. Он также может быть использован учителем химии при подготовке учащихся к экзамену. Компьютерное тестирование позволяет рационально использовать время педагога и обучающегося, охватить большой объем содержания, адекватно определить уровень усвоения материала, сосредоточить внимание на пробелах в знаниях и внести в них коррективы. Недостатком разработанной тестовой программы можно считать отсутствие возможности оценить способность обучающихся выполнять задания повышенной сложности (задания с развернутым ответом, 30–35). В дальнейшем мы считаем целесообразной разработку разнообразных по форме и формулировке упражнений и заданий по различным разделам курса химии и заполнение ими тестовой программы, что позволит совершенствовать методику подготовки к итоговой государственной аттестации школьников.

Список литературы

1. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М.: Филинъ, 2002.

2. Вернигора А.Н., Вахрамеева М.В., Волкова Н.В. Компьютерное тестирование как одна из форм текущего контроля знаний школьников по химии // Современное образование: научные подходы, опыт, проблемы, перспективы : сб. ст. XIII Междунар. науч.-практ. конф. «Артемовские чтения» (Пенза, 23–24 марта 2017 г.). Пенза: Изд-во ПГУ, 2017. С. 106–109.

3. Демоверсии, спецификации, кодификаторы ЕГЭ 2018 [Электронный ресурс]. URL: http://www.fipi.ru/ege-i-gve-11/demoveRsii-sPeciFikacii-kodiFikatoRy (дата обращения: 01.02.18).

4. Сравнительный анализ программных оболочек создания компьютерных тестов [Электронный ресурс]. URL: http://econf.rae.ru/article/6870 (дата обращения: 01.02.18).

Особенности проектирования электронного обучающего курса химической дисциплины

Н.М. Вострикова

Сибирский федеральный государственный университет, Красноярск, Россия

В соответствии с ФГОС ВО, законом «Об образовании в РФ» реализация образовательных программ подготовки бакалавров, магистрантов, аспирантов должна осуществляться с использованием электронного обучения (e-learning). С современным электронным обучением связаны такие понятия, как «электронная компонента образовательной среды», «LMS» (электронная система управления обучением), «технологии видео-конференц-связи» (реализация онлайн-взаимодействия в сети субъектов образовательного процесса), «электронный обучающий курс» (ЭОК) и др. Данная статья посвящена анализу принципов проектирования ЭОК химической дисциплины с учетом специфики фундаментальной химической подготовки бакалавров, реализуемой в информационно-деятельностной образовательной среде смешанного обучения.

Из анализа информационных источников, образовательной практики следует, что в процессе фундаментальной химической подготовки бакалавров чаще используется веб-поддержка как разновидность e-learning (студент работает в электронной компоненте до 29% времени) [1]. Вместе c тем начинает применяться и смешанное обучение, обеспечивающее гибкое сочетание работы студентов в аудитории и в электронной компоненте образовательной среды с использованием электронного обучающего курса дисциплины [3].

В научно-педагогической литературе встречаются такие термины, как «электронный учебный курс» (ЭУК) [2; 6; 8], «электронный курс» (ЭК), «электронный обучающий курс» [1; 3], «онлайн-курс» [5]. В технических университетах чаще всего используется термин «электронный обучающий курс». При этом каждый вуз в настоящее время самостоятельно разрабатывает требования ЭОК, его структуру, состав. Электронный обучающий курс трактуют как информационную систему компьютерного назначения, как дидактическую компьютерную среду, как учебный ресурс, электронное учебное издание, ресурс образовательной среды [7], как средство активизации познавательной деятельности при обучении, организации самостоятельной работы, повышения мотивации и т.д.

С одной стороны, ЭОК как электронный образовательный ресурс должен соответствовать требованиям к электронным изданиям (ГОСТ, 2017). С другой стороны – современный ЭОК проектируется на базе электронной системы управления обучением (LMS), т.е. изначально он проектируется как сетевой ресурс. ЭОК, в отличие от любого другого электронного издания, например электронного учебника, – не просто «хранилище учебных материалов», позволяющее осваивать содержание обучения конкретной дисциплине, но средство системной организации, интерактивного взаимодействия «преподаватель–студент», «студент–студент», а также средство сопровождения учебного процесса и управления им как в аудитории, так и во внеаудиторной самостоятельной работе студентов [2].

Особенностью организации образовательного процесса с применением ЭОК, в отличие от электронных учебников, является интерактивность, которая предполагает интерактивное взаимодействие субъектов образовательного процесса не только с контентом, но и между собой. Расположение ЭОК в электронной сети, в отличие от электронного учебника, который чаще всего загружается на отдельный компьютер для индивидуальной работы, позволяет обеспечить доступность компонентов ЭОК в любое время и в любом месте обучающемуся, а также организовать совместную деятельность обучающихся как с преподавателем, так и между собой.

С учетом такой специфической организационной формы обучения химии, как лабораторный химический практикум, ЭОК для химической дисциплины должен включать компьютерные обучающие программы, виртуальные лабораторные работы, программы для моделирования химических процессов, имитации различных путей выполнения химического эксперимента, которые активно применяются в зарубежных университетах [4]. Студенты используют эти компоненты ЭОК на стадии предподготовки, получения допуска к выполнению реального химического эксперимента. В ЭОК возможна защита отчетов по лабораторной работе с использованием скринкастов, тестовых заданий, способствующих развитию интеллектуальных умений студента, умений аргументировать, обосновывать полученные результаты на основе теорий, законов химии.

Таким образом, содержание химической дисциплины в ЭОК разрабатывается в соответствии с дидактическими принципами профессионального образования. Однако организация распределения учебного материала и обучения в нем, наряду с этими принципами, проектируется и с учетом специфических принципов, характерных для электронных изданий: принципы интерактивности, модульности, мультимедийности [8], в контексте которых разрабатываются требования к контенту и организации освоения бакалаврами этого материла.

Так, принцип ведущей роли теоретических знаний указывает на целесообразность такой организации процесса обучения в ЭОК, при которой изучение крупной смысловой дозы учебного материала в модуле реализуется следующим образом: на начальном этапе обучения студенты получают представление о теоретическом содержании темы в целом, на промежуточном этапе усваивают отдельные виды содержания каждого учебного вопроса, а на заключительном этапе изучение всей темы доводят до требуемого уровня усвоения материала. При этом особое внимание следует уделять развитию прогностических способностей студента.

Принцип единства образовательной, воспитательной и развивающей функций обучения реализуется при проектировании не только процессуального, но и целевого, содержательного компонентов ЭОК, при выборе методов обучения на основе моделей электронного обучения. Методически грамотный ЭОК опосредованно представляет личный опыт преподавателя-разработчика и оказывает воздействие на чувства и эмоции обучаемых.

Принцип соединения коллективной учебной деятельности с индивидуальным подходом в обучении реализуется в ЭОК химической дисциплины через оптимальное сочетание соответствующих форм обучения в аудитории и в электронной компоненте среды. ЭОК должен удовлетворять познавательные потребности конкретного студента, предоставлять условия для выбора собственной траектории обучения. С другой стороны, он должен включать задания, мотивирующие бакалавров на формирование «учебного сообщества» по коллективному выполнению заданий [2]. Это могут быть лабораторные работы с элементами проектно-исследовательской деятельности, оформление совместного отчета на основе Google-документа, задания на взаимное рецензирование работ одногруппников.

Что касается специфических принципов, принцип мультимедийности рассматривается нами как трансформация дидактического принципа наглядности. ЭОК должен обеспечивать максимальную визуализацию контента, представленного в глоссарии, презентациях лекций, онлайн-лекций и т.д., с учетом информационных основ обучения, через сочетание различных типов информации, воздействующих на несколько каналов восприятия и повышающих возможность ее понимания, воспроизведения.

Принцип интерактивности реализуется в ЭОК через организацию трех видов взаимодействия между контентом и субъектами образовательного процесса, указанных выше. Этому способствует выполнение интерактивных заданий: «лекция с встроенным тестированием», форум, семинар, средства онлайн-общения (чаты); обмен сообщениями, электронная почта, использование вики-страниц для совместной работы. Управление учебной деятельностью студентов в ЭОК обеспечивается системой заданий, контроля и оценки результатов обучения, консультаций (форум, чат). Значима реализация в ЭОК и таких специфических принципов, как принцип содержательной избыточности материала (наличие дополнительных материалов и их соответствие теме изучения), принцип нелинейности траектории обучения (ссылки на справочную, дополнительную литературу, статьи из elibrary), что способствует реализации различных моделей смешанного обучения, например модель «сердцевины и спиц» [1].

Таким образом, ЭОК по химической дисциплине, разработанный на основе LMS и размещенный в электронной компоненте информационно-деятельностной образовательной среды фундаментальной химической подготовки, должен проектироваться с учетом дидактических принципов профессионального образования, требований к электронным изданиям, а также с учетом таких специфических дидактических принципов, как принципы модульности, мультимедийности, интерактивности, содержательной избыточности материала и нелинейности траектории обучения [Там же, с. 36].

Список литературы

1. Безрукова Н.П. Современные информационно-коммуникационные технологии в обучении химическим дисциплинам в высшей школе: учеб. пособие. Красноярск: КГПУ, 2016.

2. Велединская С.Б., Дорофеева М.Ю. Эффективность электронного обучения: система требований к электронному курсу // Открытое и дистанционное образование. 2016. № 2 (62). С. 62–68.

3. Вострикова Н.М. Возможности модели смешанного обучения в химической подготовке будущих бакалавров металлургического направления // Открытое и дистанционное образование. 2018. № 1 (69). С. 5–11.

4. Вострикова Н.М. Электронные образовательные ресурсы в химической подготовке студентов инженерных специальностей // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 4-1. С. 81–85.

5. Гречушкина Н.В. Онлайн-курс: определение и классификация // Высшее образование в России. 2018. № 6. С. 126–134.

6. Дорожкин Е.М., Тарасюк О.В., Лыжин А.И., Табаков Л.С. Электронный учебный курс как элемент образовательной среды подготовки мастеров производственного обучения // Вестник ТГПУ. 2016. № 9 (174). С. 83–88.

7. Мамай А.Е., Спирина Е.И. Электронный учебный курс как средство организации дистанционного обучения // Наука и инновации в XXI веке: актуальные вопросы, открытия и достижения: сб. ст. IX Междунар. науч.-практ. конф. 2018. С. 184–186.

8. Соколова Э.Я. Сетевой электронный учебно-методический комплекс как образовательный ресурс для обучения профессиональному английскому языку (для студентов технических вузов) // Вестник ТГПУ. 2012. № 4 (119). С. 59–62.

Методическая модель организации деятельности учащихся по отслеживанию и поиску путей преодоления возникающих затруднений

А.П. Гайдукова

Брянский городской лицей № 1 им. А.С. Пушкина, Брянск, Россия

Методическая модель, представленная на рис. 1, иллюстрирует ход занятий обобщающего курса по химии, содержит ключевые этапы занятия и показывает взаимосвязь между ними.

В начале занятия учащиеся получают путеводитель и карту оценки успехов и достижений (1). Путеводитель содержит задания и опыты, которые необходимо выполнить на данном занятии. Карта оценки успехов и достижений содержит рабочую зону и пять блоков для осуществления рефлексии на протяжении всего занятия.

Рис. 1. Методическая модель организации деятельности на занятиях по обобщению и систематизации знаний

После выдачи материалов к занятию учащиеся приступают к выполнению заданий и опытов (2). Ход своей работы ребята фиксируют в рабочей зоне карты. По мере выполнения небольших блоков работы учащимся предлагается отследить имеющиеся или возникшие в ходе выполнения затруднения (3). Для этого в карте оценки успехов и достижений размещена табл. 2. В ней перечислены возможные затруднения по каждому заданию и опыту. На выявление возможных затруднений учащимся отводится 1–2 минуты.

После выявления возможных затруднений учащиеся приступают к поиску путей устранения/преодоления возникших затруднений (4), используя все имеющиеся ресурсы и возможности: задают вопросы друг другу / учителю, используют материалы учебника и дополнительных источников, собственных конспектов по рассматриваемой теме. Если учащийся, работая над конкретным затруднением, нашел способ его устранения, он выполняет упражнение с большей долей уверенности и понимания собственных действий и с бóльшим процентом правильности. Таким образом, поиск путей преодоления возникающих затруднений и их успешное применение приводят к устранению (или частичному устранению) выявленных затруднений (5).

Цикл действий 2–6 повторяется до момента выполнения всех заданий и опытов, представленных в путеводителе.

По завершении работы над заданиями и опытами учащиеся переходят к анализу и оценке своей деятельности на занятии (7). Для этого в карте оценки успехов и достижений размещены специальные блоки с заданиями на рефлексию.

Проведение обобщающих занятий по предмету согласно данной методической модели становится наиболее актуальным в свете требований ФГОС второго поколения. Задания и опыты не содержат четкой инструкции, и для их успешного выполнения учащемуся необходимо составить план и, при необходимости, обсудить его с одноклассниками или учителем, что способствует развитию коммуникативных способностей учеников и их последующей социализации.

Карта оценки успехов и достижений является комплексом, позволяющим осуществлять самооценку своей деятельности на каждом этапе урока, что, несомненно, является реализацией требований ФГОС второго поколения.

Некоторые особенности преподавания химии и биологии иностранным студентам в Санкт-Петербургском политехническом университете имени Петра Великого

А.П. Гаршин

Санкт-Петербургский политехнический университет им. Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия

Преподавание курсов неорганической и органической химии, а также биологии иностранным студентам, изучающим эти предметы на русском языке, потребовало создания новой структуры учебных пособий с внесением в них новых форм изложения материала и параллельно создания учебных русскоязычных толковых словарей и многоязычных словарей с использованием родного для студента языка, а также языка-посредника, чаще английского, так как многие иностранные студенты владеют английским языком [5; 7]. Наличие языка-посредника, имеющего определенное хождение у контингента китайских студентов, ускоряет и облегчает процесс языковой адаптации и, безусловно, положительно сказывается на темпах усвоения и качестве преподавания химии китайским студентам, число которых постоянно ежегодно растет.

Основным отличием предложенных и уже изданных учебных пособий по неорганической и органической химии [1–3] от ранее известных пособий [4] является изложение учебного материала преимущественно с использованием рисунков, схем, таблиц, уравнений химических реакций, отражающих суть основных законов, теорий и понятий, характерных для неорганической и органической химии. Рациональное соотношение представленных в пособиях графических и различных знаковых изображений с номинальным выверенным числом терминологических единиц русского химического языка полноценно отражает содержательную суть каждой темы курсов неорганической и органической химии. Так, например, общее число рисунков и таблиц, приведенных для пояснения учебного материала в учебном пособии [2], составило 49 и 50 соответственно. Именно это и обеспечивает успешное усвоение учебного материала пособия, а также способствует накоплению необходимого словарного запаса предметной химической лексики. В пособиях по химии приводятся также перечни основных тестовых вопросов к каждой из глав для самоконтроля студентами глубины усвоения изучаемого материала. Такая форма представления учебного материала позволяет иностранным учащимся в сжатые сроки усвоить большой объем теоретических знаний и естественнонаучной лексики неродного языка. Следует также отметить, что в представляемых учебных пособиях методика изложения учебного материала отвечает основным требованиям системного подхода, предложенного в работах известных российских методистов [8; 9].