Теорія і практика навчання органічної хімії у загальноосвітніх навчальних закладах

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ПЕДАГОГІКИ АПН УКРАЇНИ

ТЕОРІЯ І ПРАКТИКА НАВЧАННЯ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ У ЗАГАЛЬНООСВІТНІХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДАХ

13.00.02 - теорія та методика навчання хімії

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора педагогічних наук

ВЕЛИЧКО Людмила Петрівна

Київ - 2007

Дисертацією є монографія

Робота виконана в Інституті педагогіки АПН України.

Науковий консультант доктор педагогічних наук, професор Буринська Ніна Миколаївна, Інститут педагогіки АПН України, головний науковий співробітник лабораторії хімічної і біологічної освіти.

Офіційні опоненти: доктор педагогічних наук, професор Максимов Олександр Сергійович, Мелітопольський державний педагогічний університет, завідувач кафедри неорганічної хімії та методики викладання хімії;

доктор педагогічних наук, професор Чайченко Надія Натанівна, Провідна установа Сумський обласний інститут післядипломної педагогічної освіти, завідувач кафедри методики початкової і природничо-математичної освіти;

доктор хімічних наук, професор Шермолович Юрій Григорович, Інститут органічної хімії НАН України, заступник директора

Тернопільський національний педагогічний університет імені Володимира Гнатюка, кафедра хімії, Міністерство освіти і науки України, м. Тернопіль.

Захист відбудеться 22 березня 2007 року о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.452.01 в Інституті педагогіки АПН України за адресою: 04053, м. Київ, вул. Артема, 52-д.

З дисертацією можна ознайомитися у науковій частині Інституту педагогіки АПН України (04053, м. Київ, вул. Артема, 52-д).

Автореферат розісланий 17 лютого 2007 року.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Л.Д. Березівська.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність дослідження. Одним із пріоритетних напрямів державної політики у сфері освіти в Україні першої чверті ХХІ ст., визначених Національною доктриною розвитку освіти, є постійне підвищення її якості, оновлення змісту й організаційних форм. Модернізація шкільної освіти відбувається на засадах принципів гуманізації, гуманітаризації, диференціації, орієнтації на особистість учня. Освітня парадигма постіндустріального суспільства, суспільства знань, утверджує знання як засіб самореалізації людини в житті. З огляду на це змінюються цілі й завдання освіти, її мотиви, форми, методи, роль педагога. Це повною мірою стосується шкільної хімічної освіти, яка є важливим чинником формування світогляду учня, розвитку його критичного мислення, творчої активності, необхідних для самовизначення особистості, соціальної адаптації, конструктивної суспільної діяльності та гармонійного життя у довкіллі. Загальнокультурне значення знань про органічні речовини зумовлюється значенням органічної хімії у пізнанні законів природи і в матеріальному житті суспільства. Об'єктивно існуючи в техносфері, сучасна людина оточує себе штучно створеними речовинами і матеріалами, що є продуктами хімічного виробництва, заснованого переважно на органічному синтезі. Якщо взяти до уваги хімічну компоненту техносфери та її вплив на біосферу, освоєння цих знань стає чинником виживання в реальних умовах екологічних ризиків. Серед семи пріоритетних напрямів розвитку науки і техніки в Україні, визначених відповідним Законом України, п'ять безпосередньо стосуються органічної хімії: фундаментальні дослідження в галузі науки, збереження навколишнього середовища, новітні біотехнології і методи лікування, новітні технології в енергетиці, промисловості та агропромисловому комплексі, нові речовини і матеріали.

Органічна хімія посідає місце важливої і невід'ємної складової в системі загальної освіти. Вивчення органічних речовин сприяє реалізації мети і завдань курсу хімії. Органічні сполуки є ланкою, що повязує уявлення про живу і неживу природу в єдиний ланцюг. На основі знань про ці сполуки розкриваються процеси розвитку в матеріальному світі від найпростіших молекулярних форм до полімерних із притаманними їм функціями, аж до функцій у живому організмі.

Вітчизняна методика навчання органічної хімії має давні традиції, що створювалися зусиллями багатьох визначних учених-хіміків, методистів, учителів, і пройшла шлях від втілення у змісті класичних структурних ідей до понять сучасної квантової органічної хімії, від формування усередненої особистості учня до становлення особистісно зорієнтованого навчання. Упродовж радянського періоду загальні методичні проблеми навчання органічної хімії розроблялися у працях В.Н.Верховського, С.Г.Шаповаленка. Формуванню понять органічної хімії були присвячені праці І.Н.Черткова, С.М.Дроздова, вивченню теоретичних питань праці Г.І.Шелінського; міжпредметні звязки розкриті Д.П.Єригіним; відбором змісту займався Є.Є.Мінченков; методичні основи вивчення теоретичного матеріалу досліджував В.П.Гаркунов; принцип політехнізму розвивала Н.М.Буринська. Найповніше методику вивчення органічних речовин розкрито у працях Л.О.Цвєткова, що вже стали класичними.

У новітній вітчизняній методиці немає завершених комплексних досліджень сучасних проблем навчання органічної хімії. Розроблялися окремі питання, повязані з екологічним вихованням засобами органічної хімії (П.В.Самойленко), використанням лекцій і семінарів у навчальному процесі (О.І.Огієнко, Н.І.Мудрик), узагальненням знань з органічної хімії (Ю.В.Ліцман). Дві докторські дисертації з методики хімії, що захищено в незалежній Україні, опосередковано торкаються навчання органічної хімії: дослідження Н.Н.Чайченко в аспекті формування теоретичних знань учнів, О.Г.Ярошенко щодо застосування групової форми навчальної діяльності.

На сучасній практиці навчання органічної хімії певною мірою позначається орієнтація на оновлення шкільної освіти, зокрема на її демократизацію, диференціацію та індивідуалізацію. Проте слід визнати, що прогресивні гуманістичні тенденції в сучасній освіті ще не набули адекватного відображення в методиці навчання хімії. Шкільна практика засвідчує значну розбіжність зрослих вимог суспільства до навченості учнів і реальних результатів навчання хімії, умінь самостійно здобувати знання і застосовувати їх у життєвих ситуаціях. Причини цього криються у ще й досі сповідуваній школою філософії освіти, яка орієнтується на шкільну мономодель, авторитарну, репродуктивну систему навчання та знанняцентризм. Перехід до освіти інноваційного, гуманістичного типу потребує усунення цієї суперечності в умовах функціонування різних моделей школи, упровадження профільного навчання. Нагальними є потреби аналізу й узагальнення шкільної практики навчання органічної хімії та розробка теоретичних засад методики з урахуванням сучасних тенденцій модернізації освіти.

Водночас хімія, особливо органічна, бурхливо розвивається. Її досягнення зумовлюють розвиток біології, фармакології, медицини, інших суміжних наук. Обєкти їх вивчення належать до молекулярного та полімерного рівнів організації матерії, де переважають органічні сполуки. Глибоке пізнання сучасною наукою внутрішньої структури і функцій органічних речовин веде до зміни теоретичних концепцій в органічній хімії. Натомість статичної, площинної хімії розвиваються уявлення про "архітектуру складності" (H.A.Simon), рівні структурної організації органічних речовин, просторову будову і динамізм молекул та роль цих чинників у перебігу хімічних реакцій та фізіологічних процесів у організмах. На цьому тлі шкільний курс органічної хімії виглядає інформаційно ізольованим від сучасних досягнень теорії і практики хімічної науки, тому не може задовольнити вимоги якісної хімічної освіти.

Упровадження сучасних підходів до вивчення органічних речовин потребує подолання низки суперечностей як у чинному предметному змісті, так і в його методичній реалізації. Це наявні суперечності між академічними і практичними знаннями; знаннями, що становлять культурний фонд, і новітніми науковими знаннями; науковою суттю знань та їх дидактичною інтерпретацією; особистісно значущими знаннями і суспільно запитаними; вузькопредметними й інтегративними; готовими знаннями й самостійно здобутими.

Необхідність подолання суперечності між рівнем шкільної хімічної освіти, що існує, і суспільним запитом на її якість зумовила актуальність теоретичного й експериментального дослідження можливостей упровадження нової концепції вивчення органічних сполук в основній і старшій школі.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано відповідно до плану наукових досліджень лабораторії хімічної і біологічної освіти Інституту педагогіки АПН України з тем: "Науково-методичне забезпечення реалізації концепції шкільної хімічної освіти" (номер державної реєстрації 0195U030116), "Дидактичне забезпечення складових державного стандарту шкільної хімічної освіти" (номер державної реєстрації 0199U004156) та "Науково-методичні засади відбору і реалізації змісту хімічної освіти в основній школі" (номер державної реєстрації 0103U000324). Науково-дослідна робота з цих тем проводилася під керівництвом автора. Тему дисертації затверджено на засіданні вченої ради Інституту педагогіки АПН України 27. 06. 2002 р., протокол № 5, та узгоджено в Раді з координації наукових досліджень у галузі педагогіки і психології в Україні 17. 09. 2002 р., протокол № 7 .

Обєктом дослідження є навчально-виховний процес з хімії в загальноосвітніх навчальних закладах.

Предмет дослідження - теоретичні й методичні засади (значення, мета, завдання, місце вивчення, предметний зміст, структура, методи, засоби) навчання учнів органічної хімії.

Мета дослідження полягає в теоретико-методологічному обґрунтуванні й розробці методичної системи навчання учнів органічної хімії у процесі здобуття базової і повної загальної середньої освіти.

У дослідженні ми дотримувались тієї ідеї, що якісна освіта має базуватись на гуманістичній парадигмі та сучасних наукових поглядах і формувати знання не як сукупність засвоєної інформації, а як складову загальної культури особистості учня, підґрунтя його ключових компетентностей. З огляду на це концепція дослідження спирається на такі положення:

* оновлення хімічної освіти зумовлюється її орієнтацією на розвиток особистості учня;

* хімічна освіта модернізується в контексті сучасних тенденцій у науці, національній системі освіти та з урахуванням прогресивного вітчизняного і зарубіжного педагогічного досвіду;

* обєктивною є потреба оновлення предметного змісту органічної хімії, методичних підходів до його реалізації, засобів навчання;

* знання з органічної хімії є складовою не лише хімічної культури, а й загальної культури особистості, чинником формування її світогляду, раціонального природничо-наукового мислення та природокористування, здорового способу життя;

* навчання органічної хімії спрямовується на виявлення творчих можливостей учня, сприяє оволодінню способами самонавчання і самоконтролю;

* розробка змісту навчання і його втілення у методах, формах, засобах навчання потребують урахування синергетичної природи навчального процесу, якому властиві складність, відкритість, нелінійність, нестабільність, самоорганізація.

Такий погляд на проблему зумовив формулювання загальної гіпотези дослідження. Ми припустили, що досягненню мети і завдань сучасної шкільної хімічної освіти щодо особистісного розвитку учнів, формування їхнього наукового світогляду сприятиме упровадження методичної системи навчання органічної хімії, яка ґрунтується на культурологічній моделі змісту освіти, реалізується у варіативній методиці і передбачає опанування учнями сучасних інтегративних природничо-наукових ідей щодо структури і функціонування речовин органічної природи.

Загальну гіпотезу було конкретизовано в ряді часткових, що стосуються основних напрямів модернізації навчання органічної хімії, спрямованих на усунення суперечностей, виявлених у практиці вивчення органічних речовин. Перший напрям стосується освоєння загальнокультурного контексту органічної хімії. Було припущено, що це дасть змогу позбутися певної схоластичності хімічних знань, тісніше повязати їх із реальним життям, скоординувати знання з природничих предметів, посилити мотивацію навчання хімії. Другий напрям пов'язаний із трансформацією сучасного наукового знання в навчальний предмет. Передбачалося, що розвиток (оновлення) змісту на основі концепції структурної організації складних систем, які несуть молекулярну інформацію, уможливить упровадження інтегративних природничо-наукових ідей у навчання хімії. Третій напрям визначив організацію навчального процесу з органічної хімії. Згідно з нашим припущенням, особистісно зорієнтована, варіативна методика, використання дидактичних засобів нового покоління забезпечать виконання заданих вимог щодо навчальних досягнень учнів. Усе це в сукупності має вивести навчання органічної хімії на рівень, адекватний суспільним запитам і запитам особистості щодо набуття ключових компетентностей.

Відповідно до концепції, мети гіпотези в дослідженні було поставлено такі завдання:

зясувати стан розробки проблеми в теорії і практиці навчання органічної хімії;

виявити чинники, що зумовлюють недостатній рівень засвоєння учнями знань про органічні речовини;

обґрунтувати концептуальні засади навчання органічної хімії: її загальнокультурний контекст; сучасні наукові підходи до пояснення будови і властивостей органічних сполук; методологію відбору змісту, напрями його оновлення і координації з іншими природничими предметами; мету, завдання, місце, вимоги до вивчення органічних речовин; розробити на цій основі методичну систему навчання органічної хімії;

відібрати і структурувати навчальний матеріал, розробити навчальні програми з базового курсу органічної хімії та курсів для поглибленого і профільного вивчення предмета; сформулювати вимоги до навчальних досягнень учнів;

з урахуванням синергетичних характеристик навчального процесу виявити методичні особливості реалізації відібраного змісту і на цій основі розробити методику навчання органічної хімії в масовій і профільній школі;

розробити навчально-методичний комплект з органічної хімії для загальноосвітньої школи;

дослідити дидактичні особливості підручника з органічної хімії та з'ясувати у процесі експерименту його педагогічну ефективність як матеріального носія концептуальних ідей методичної системи навчання органічної хімії.

Методологічну основу дослідження становлять: соціокультурна концепція знання, що визначає його як процес і результат засвоєння загальнокультурних цінностей; загальнонаукові принципи історизму і наступності; синергетичний підхід до характеристики навчального процесу як складноорганізованої системи, якій властиві нелінійність, відкритість, нестабільність, здатність до самоорганізації.

Теоретична основа дослідження. Теоретичним підґрунтям дослідження є:

положення філософії природознавства щодо концептуальних систем хімії та інтегрованого природничо-наукового знання (Г.В.Биков, В.І.Кузнєцов, Ж.-М.Лен, Ж.Рюс);

зміст органічної хімії як базової науки, зокрема уявлення про організацію та динамізм молекулярних і надмолекулярних структур (Ю.П.Гетьманчук, М.С.Мірошниченко, В.О.Ковтуненко, Ж.-М.Лен);

положення сучасної парадигми освіти щодо її гуманізації та гуманітаризації (С.У.Гончаренко, В.Г.Кремень, Ю.І.Мальований);

теорія формування змісту освіти (В.В.Краєвський, В.С.Ледньов, І.Я.Лернер, О.Я.Савченко, М.М.Скаткін, А.В.Хуторськой), трактування його чотирикомпонентного складу;

психологічна теорія поетапного формування розумових дій (П.Я.Гальперін, Н.Ф.Тализіна);

дидактичні принципи побудови шкільного курсу хімії (О.І.Астахов, Н.М.Буринська, Л.О.Цвєтков, Н.Н.Чайченко);

Нормативною базою дослідження слугували положення таких державних нормативно-правових документів з проблем освіти в Україні: Закон України "Про загальну середню освіту", Національна доктрина розвитку освіти, Концепція загальної середньої освіти (12-річна школа), Концепція профільного навчання в старшій школі, Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти.

Методи дослідження. У дослідженні використано загальнонаукові теоретичні й експериментальні методи:

аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури з органічної хімії, філософії природознавства, дидактики, методики хімії з метою визначення методологічних і теоретичних засад дослідження, обґрунтування змісту сучасної хімічної освіти;

аналіз педагогічного досвіду, що дало змогу з'ясувати сучасний стан шкільної практики навчання органічної хімії, проблеми і недоліки методики і використання дидактичних засобів;

узагальнення прогресивних ідей у навчанні органічної хімії для виявлення основних тенденцій розвитку методики;

педагогічний експеримент, якісний і кількісний аналіз його результатів з метою діагностування рівня навчальних досягнень учнів, пошуку варіантів рішень, підтвердження чи спростування гіпотези дослідження;

методи експертного оцінювання у процесі апробації підручників з метою їхньої сертифікації.

Етапи дослідження. Дослідження тривало загалом близько двадцяти років. Роботу було започатковано у зв'язку зі значним розширенням курсу органічної хімії за рахунок нових тем, що стосувалися біологічно активних речовин і потребували методичного опрацювання. Зміст роботи на першому етапі (кінець 80-х - середина 90-х р.р.) полягав у вивченні літератури з хімії, філософії природознавства, психології навчального процесу, дидактики, методики, вітчизняних і зарубіжних підручників органічної хімії. Досліджувались проблеми методики навчання органічної хімії і рівень навчальних досягнень учнів з предмета (констатувальний експеримент). На цьому етапі розроблялися методологічні і теоретичні засади, визначались об'єкт, предмет, мета, завдання, робоча гіпотеза дослідження. Опрацьовувалась новітня література, що тривало і на наступних етапах дослідження.

На другому етапі (1995-2001 р.р.) формулювалася концепція навчання органічної хімії; відбирався і структурувався предметний зміст; визначалися пріоритетні питання методики; розроблялися методичні застереження, що дають змогу уникнути типових помилок у процесі навчання органічної хімії (пошуковий експеримент); розроблялися й видавалися підручники та посібники для учнів і вчителів; комплектувалися пакети експериментальних матеріалів (тексти контрольних робіт у традиційній і тестовій формах, таблиці для їхнього аналізу, анкети для учнів, учителів, експертів), проводилась апробація підручників. Етап формувального експерименту умовно поділявся на підетапи залежно від часу виходу в світ і апробації підручників для різних класів.

Третій етап (2002-2004 р.р.) - систематизація й узагальнення експериментальних даних з апробації підручників для масової школи, доопрацювання і підготовка їх до другого видання; розробка і видання підручника з органічної хімії для поглибленого вивчення предмета, його апробація.

Четвертий етап (2005-2006 р.р.) - формулювання висновків за результатами дослідження; підготовка до друку монографії.

Експериментальна база дослідження. Науково-дослідна робота проводилась у загальноосвітніх школах різних регіонів України. До неї було залучено близько 900 учнів та 19 учителів Дніпропетровської, Львівської, Сумської, Черкаської областей та м. Києва.

Наукова новизна здобутих результатів полягає: у науковому обґрунтуванні концепції вивчення органічних сполук на основі культурологічного підходу, що розкриває загальнокультурний контекст органічної хімії, її роль у розв'язуванні гуманітарних проблем, формуванні цілісного наукового світогляду, екологічної свідомості, соціалізації особистості, розвитку індивідуальності; у розробці методології відбору змісту шкільного навчального предмета хімії, що орієнтується на учня як суб'єкта освіти, трактування хімічних знань як засобу формування ключових компетентностей особистості, синергетичне тлумачення змісту як відкритої системи, якій властивий обмін із загальнокультурним і соціальним середовищем; у відборі на цій основі інваріантного змісту навчального матеріалу з органічної хімії для основної і старшої школи; у визначенні напрямів оновлення традиційного ядра змісту курсу органічної хімії згідно з сучасними науковими уявленнями про рівневість і динаміку будови органічних речовин і впливу цих чинників на властивості сполук; у трансформації цього змісту в навчальний предмет; у з'ясуванні можливостей координації природничо-наукових знань на основі провідної ідеї органічної хімії щодо взаємозв'язку структурної організації і функцій органічних сполук; у застосуванні синергетичного підходу до процесу навчання органічної хімії, виявлення нелінійних навчальних ситуацій і їх розв'язування в умовах особистісно зорієнтованої освіти.

Подальшого розвитку набули: мета, завдання, результати вивчення органічних речовин в основній і старшій школі в умовах модернізації освіти і впровадження державного освітнього стандарту; структура курсу хімії в основній і старшій (профільній) школі, місце органічних речовин у цьому курсі; дидактичне обґрунтування зв'язку етапів і результатів шкільного навчання органічної хімії; теорія підручника органічної хімії - завдяки виявленню його дидактичних особливостей, удосконаленню структури навчального тексту шляхом посилення мотиваційного і рефлексивного компонентів.

Удосконалено методику апробації, сертифікаційного та регулятивного оцінювання підручника.

Практичне значення здобутих результатів полягає у:

* розробці державного стандарту базової і повної загальної середньої хімічної освіти, концепції шкільної хімічної освіти;

* розробці методики вивчення органічних сполук з урахуванням конкретних навчальних ситуацій;

* розробці та впровадженні у практику загальноосвітньої школи навчально-методичного комплекту з органічної хімії, до складу якого входять: навчальні програми для загальноосвітньої школи, для поглибленого вивчення предмета, для класів хіміко-біологічного, агрохімічного, хіміко-технологічного, гуманітарного профілів, програми спецкурсів з основ біоорганічної хімії та хімії високомолекулярних сполук; підручники "Хімія-9", "Хімія-10", "Хімія-11" (в частині органічної хімії), підручник "Органічна хімія -10, 11"; навчальний посібник з практичних робіт; дидактичні (роздавальні) матеріали для вивчення органічних сполук; довідкові матеріали для учнів; методичний посібник для вчителів, навчальні посібники на електронних носіях.

Навчальні програми, підручники, навчальні й методичні посібники мають грифи Міністерства освіти і науки України "Затверджено" й "Рекомендовано" і використовуються у практиці навчання хімії в середніх загальноосвітніх навчальних закладах України понад 10 років.

Методичні розробки з органічної хімії можуть використовуватись під час навчання студентів природничих факультетів педагогічних університетів та у процесі післядипломної освіти вчителів, теоретичні висновки дослідження стануть у пригоді розробникам навчальних програм і підручників з хімії для середніх загальноосвітніх навчальних закладів.

Упровадження результатів дослідження в загальноосвітніх навчальних закладах України підтверджено обласними інститутами післядипломної педагогічної освіти: Дніпропетровським (довідка від 13.04.2006 р. № 355), Львівським (довідка від 21.06.2005 р. № 231), Сумським (довідка від 05.06.2006 р. № 280), Черкаським (довідка від 23.05.2006 р. № 01-05/254); Київським міським інститутом (довідка від 23.05.2006 р. № 177).

Особистий внесок здобувача полягає у формуванні наукового напряму дослідження, його мети, завдань, виборі об'єктів та методів дослідження; розробці концепції навчання органічної хімії; визначенні методології відбору, теоретичному й експериментальному обґрунтуванні змісту і структури хімічної освіти в частині органічної хімії; розробці методичних питань навчання органічної хімії; створенні підручників та посібників для реалізації цього змісту в шкільній практиці, їх апробації, проведенні аналізу та узагальненні здобутих результатів.

У підручниках і методичному посібнику, створених у співавторстві з Н.М.Буринською, посібниках для учнів, розроблених у співавторстві з І.І.Базелюк, О.Г.Бондарчук, Н.В.Титаренко, О.Г.Ярошенко, здобувачеві належать розділи, що стосуються матеріалу органічної хімії. У Державному стандарті освіти, концепції шкільної хімічної освіти, навчальних програмах, розроблених колективами авторів, здобувачеві належать: наукове обґрунтування напрямів модернізації змісту, виокремлення змістових ліній, відбір предметного змісту і розробка методичних питань у частині органічної хімії.

В опублікованих у співавторстві наукових статтях (І.І.Базелюк, І.С.Баранова, О.Г.Бондарчук, Н.М.Буринська, О.С.Заблоцька, Л.М.Перешивана) особистий внесок здобувача полягає в обґрунтуванні основних ідей і положень теоретико-методичних засад навчання учнів органічної хімії.

У працях, написаних у співавторстві, здобувачеві належать: наукове обґрунтування напрямів модернізації змісту, відбір предметного змісту і розробка методичних питань у частині "Органічна хімія".

Вірогідність і аргументованість наукових результатів і висновків дослідження забезпечено організацією експериментальної роботи, адекватною вимогам до педагогічного дослідження, його меті й завданням; достатнім терміном та репрезентативним обсягом експериментального випробування в різних регіонах країни; поєднанням якісного і кількісного (із застосуванням методів математичної статистики) аналізів результатів дослідження, що забезпечує їх достовірність.

Апробація результатів дослідження відбувалась у виступах на педагогічних зібраннях різного рівня, серед яких:

· міжнародні наукові конференції: УІІІ, ІХ, XІ, XII Каришинські читання (м.Полтава, 2001, 2002, 2004, 2005); "Хімічна освіта в контексті болонського процесу: стан і перспективи" (м.Київ, 2006);

· всеукраїнські науково-практичні конференції (семінари): "Актуальні проблеми вивчення природничо-математичних дисциплін у загальноосвітніх навчальних закладах України" (м.Київ, 1999); "Хімія в школі на початку ХХІ століття" (м.Київ, 2002); "Шляхи розвитку шкільної хімічної освіти в Україні" (м.Львів, 2002); "Природничо-наукова освіта школярів: реалії і перспективи" (м.Тернопіль, 2003); "Природничі науки в закладах освіти України: дослідження, впровадження та перспективи" (м.Умань, 2004); "Стан та перспективи шкільної хімічної освіти" (м.Суми, 2005); "Актуальні питання навчання хімії в теорії і досвіді вчителів" (м.Чернігів, 2006);

* семінари завідувачів кабінетів хімії обласних інститутів післядипломної педагогічної світи (м.Київ, 1996 - 2006);

* звітні наукові конференції Інституту педагогіки АПН України (м.Київ, 1996-2006); засідання лабораторії хімічної і біологічної освіти Інституту педагогіки; курси післядипломної освіти вчителів хімії.

Крім цього, результати дослідження перевірялися у власній педагогічній практиці під час викладання хімії в СШ № 138, 155 м. Києва.

Підручники "Хімія-9", “Хімія-10”, “Хімія-11”, "Органічна хімія-10,11" пройшли державну апробацію (накази Міністерства освіти і науки України: № 144 від 23.04.1998 р., № 433/50 від 06.09.2000 р., № 499 від 25.07.2003 р.), були рекомендовані й затверджені для використання в загальноосвітніх навчальних закладах.

Кандидатська дисертація з теми "Совершенствование методики изучения теории строения органических соединений в Х классе средней школы" захищена в 1986 р. Матеріали кандидатської дисертації в тексті докторської дисертації у вигляді монографії не використовуються.

Публікації. Результати дослідження висвітлено в 76 публікаціях. До їх числа входять: монографія, 2 концепції хімічної освіти, державний стандарт базової і повної середньої освіти (2 варіанти), 10 навчальних програм, 15 підручників, 2 навчальних посібники, 5 методичних посібників, 1 наочний посібник, 1 довідник, 1 методичний лист, 26 статей у наукових фахових виданнях, 10 публікацій матеріалів конференцій. Одноосібних публікацій - 31.

Підручник "Органічна хімія" для 10-11 кл. відзначено першою премією АПН України за 2003 р. (постанова президії АПН України від 25.03. 2004 р. №1-7/3-48); навчально-методичний комплект з хімії для 8-11 класів відзначено першою премією АПН України за 1999 р. (постанова президії АПН України від 15.03. 2000р. №1-7/3-33).

Структура та обсяг дисертації у вигляді монографії. Монографія складається зі вступу, пяти розділів, висновків, списку використаних джерел (306 найменувань, з них 16 іноземними мовами) на 20 с., 3 додатків на 26 сторінках. Повний обсяг монографії 332 сторінки (18,3 др. арк.), з них 277 с. (15,3 др. арк.) основного тексту. Робота містить 10 рисунків, 16 таблиць ( з них 1 в додатках).

навчання хімія школа органічний

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, висвітлено стан розробки проблеми в теорії та педагогічній практиці. Виявлено суперечність між зрослими суспільними вимогами до якості знань та умінь застосовувати їх у життєвих ситуаціях і реальним рівнем хімічної освіченості учнів.

У розділі 1 "Вивчення органічної хімії у загальноосвітніх навчальних закладах як методична проблема" висвітлено розвиток провідних ідей у вітчизняній методиці навчання органічної хімії. Вони проаналізовані з погляду їхньої продуктивності для формування знань про органічні речовини. Виокремлено етапи розвитку курсу органічної хімії, розкрито основну суть кожного етапу: становлення й занепад бутлерівської традиції, формування систематичного курсу органічної хімії, нарощування обсягу інформації, розробка нової структури хімічної освіти.

Новітній етап (з початку ХХІ ст.) у методиці зумовлений утвердженням нової філософії освіти, упровадженням державних освітніх стандартів, визначенням інваріантної та варіативної складових хімічної освіти. Остання обставина визначає перспективу для розв'язування проблеми особистісно зорієнтованого підходу до навчання хімії.

Констатовано, що період екстенсивного нарощування змісту закінчився і має поступитися інтенсивному його розвитку на основі ідей сучасної хімічної науки й узгодження з новою метою навчання хімії.

У розділі проаналізовано зарубіжний досвід вивчення органічних сполук. Висновки подано у формі зіставлення з фактами вітчизняної хімічної освіти. Завдяки цьому виявлено відповідність пошуків вітчизняних методистів загальносвітовим тенденціям у навчанні хімії, а саме:

? сучасна світова тенденція полягає у вивченні в масовій (непрофільній) школі єдиного курсу хімії, без виокремлення курсу органічної хімії. В Україні як чинна, так і нова програма з хімії для 12-річної школи відповідають цій тенденції;

? природні органічні сполуки вивчають не лише з погляду властивостей класів органічних сполук, а за біологічними функціями, у профільній школі -- в окремому розділі біохімії. У вітчизняному варіанті програми передбачено вивчення спецкурсу "Біоорганічна хімія" у класах хіміко-біологічного профілю;

? значну увагу приділено сучасним фізичним методам дослідження речовин, властивості речовин ілюструються їхніми електронними спектрами. Упровадження цього матеріалу до шкільного курсу хімії досліджується в АПН України;

? використовується значний за обсягом матеріал ужиткового характеру, що стосується продуктів синтетичної органічної хімії, охорони довкілля і здоров'я людини. У вітчизняній програмі з хімії для 12-річної школи посилено увагу до цих питань;

? за деякими винятками, фактичний матеріал про органічні сполуки вивчається без обґрунтування з позицій положень теорії будови органічних сполук.

Такий підхід використано у новій програмі для основної школи. У старшій школі, на вищому концентрі програми з хімії, знанням теорії будови надається світоглядне тлумачення згідно зі змістовою лінією "Методи дослідження в хімії" Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти, і теорія розглядається як вища форма організації наукового знання.

Аналіз вітчизняної практики вивчення органічної хімії засвідчує нижчий рівень знань учнів порівняно з неорганічною хімією, причому незалежно від змісту навчальних програм і підручників. Дослідженням виявлено низку чинників, які, на нашу думку, пояснюють такий стан. До них належать: перманентне нарощування фактичного матеріалу в програмах і переобтяження їх другорядними відомостями, які потребують заучування, низька функціональність знань; надмірна теоретизація змісту замість виокремлення провідної ідеї, навколо якої структурується матеріал органічної хімії; перерва у вивченні органічних речовин, розрив курсу на два роки навчання; різка відокремленість органічних і неорганічних сполук, які традиційно вивчалися в окремих курсах; необхідність оволодіння протягом короткого часу специфічною, формалізованою мовою органічної хімії в умовах постійного ускладнення структури молекул речовин, що вивчаються.

На подолання суперечностей у теорії і практиці навчання органічної хімії було спрямоване дослідження.

У розділі 2 "Концептуальні засади навчання органічної хімії" розкрито загальнокультурний контекст органічної хімії, синергетичну природу навчального процесу; викладено сучасні наукові підходи до пояснення будови і властивостей органічних сполук; обґрунтовано методологію відбору і напрями оновлення предметного змісту, визначено значення, мету, завдання, місце вивчення органічних сполук у шкільному курсі хімії.

Формування інваріантної складової змісту сучасної хімічної освіти, згідно з потребами суспільства у цілому й особистості зокрема, пов'язане з виокремленням культурологічної складової, необхідної для інтелектуального розвитку учня. Значення знань з хімії загалом та знань з найпотужнішої її гілки - органічної хімії - у духовній і матеріальній культурі людства не потребує додаткової аргументації. "Органічна хімія - одна з наук, вплив яких на сучасну цивілізацію найбільш очевидний" (Г.В.Биков). Уся практична діяльність людини пов'язана з використанням природних, штучних і синтетичних речовин та матеріалів органічної природи, а одвічне прагнення людства до розкриття таємниці живого може здійснитись шляхом пізнання процесів у організмах на молекулярному рівні. Усе це визначає гуманістичну функцію знань з органічної хімії, їх місце в загальному світогляді людини.

Для методики не є істотною сама по собі констатація загальнокультурного контексту органічної хімії як науки і технології. Педагогічний сенс використання цього контексту ми вбачаємо в зацікавленні учнів і посиленні мотивації вивчення хімії, подоланні нігілістичного ставлення до хімічної науки і продуктів її виробництва, аж до хемофобії, якою просякнута суспільна свідомість. Це можливо через набуття знання про природу речей як у високому науковому сенсі, так і в утилітарному. Не нагнітання страху перед глобальними проблемами, а розкриття шляхів запобігання їм і їх розв'язування, формування переконаності в тому, що саме хімія володіє методами поліпшення екологічної ситуації, забезпечує людство матеріалами, енергією, засобами боротьби з хворобами - усе це також належить до найважливіших аспектів навчання органічної хімії.

Розкриття загальнокультурного змісту хімічної науки є виявом синергетичного підходу, згідно з яким слід розглядати наукові дисципліни "в їх широкому контексті, включаючи культурні й соціальні умови, завжди враховувати середовище, в якому вони виникають, розгортають постановки дослідних проблем" (Е.Н.Князева, С.П.Курдюмов). Синергетичний підхід як загальнонауковий було використано для характеристики навчального процесу в цілому. Це дало змогу виявити закономірності у процесах утворення, стійкого існування і руйнування впорядкованих структур у відкритих нерівноважних системах, де діють нелінійні закони і якими є більшість об'єктів - від хімічних реакцій до біологічних, екологічних, соціальних систем.

Відкритою, нелінійною, нерівноважною системою, якій властиві флуктуації, є освітня система. Вона здатна до самоорганізації, резонансно реагує на зовнішні подразники, на її функціонування впливає попередній розвиток. Синергетичний підхід дає змогу виявити механізми "організації порядку" і перетворення його в менш організовані форми, конкуренцію чи синхронізацію підсистем, синергізм чи антагонізм компонентів (чинників). У дослідженні розглянуто навчальний процес з органічної хімії з позицій таких синергетичних характеристик, як складність, нестабільність, відкритість, нелінійність, самоорганізація.

Складність. Навчальному процесу властива багатокомпонентна, розгалужена структура, що пов'язує між собою діяльність учителя й учня, навчальний матеріал, методи, форми, прийоми, засоби, мету, завдання навчання та ін. Реальне уявлення про навчальний процес складається, коли педагогічні категорії розглядаються не самі по собі, а в сукупності з психологічними, такими, як темперамент, характер, потреба, мотивація, інтерес, воля, пам'ять, активність, рефлексія, творчість тощо (Л.С.Виготський).

Шляхи розв'язування методичних проблем з погляду концепції складності принципово відрізняються від тих, якими прямувала методика класичного і некласичного періодів, коли панувала парадигма спрощення, простих залежностей результатів навчання від сили ідеологічного впливу, ступеня засвоєння зразків. Сучасну модель методики ми розглядаємо не як адитивну, в якій складаються елементи впливу, а як синергетичну, в якій ці впливи приводять до появи біфуркацій, розгалуження можливих шляхів розвитку системи. Такій моделі відповідає особистісна орієнтація навчання, врахування попереднього досвіду учня, нове тлумачення взаємодії учителя й учня як партнерської, можливість вибору, в тому числі профілю, рівня, темпу, засобів навчання.

Нестабільність. Нестійкість, нерівноважність системи є умовою її розвитку. Розвиток педагогічного процесу, появу нових парадигм С.Гончаренко та В.Кушнір пов'язують з порушенням стійкості старої структури, збільшенням її хаотичності й переходом до нового атрактора, тобто стійкого стану.

Ми розглядаємо процес здобування знань як аутокаталітичний процес, у якому нове знання каталізує появу інших нових знань. На певному етапі навчання утворюються нові, умовно стабільні зв'язки в системі знань учнів. На наступному етапі система набуває ознак нестабільності, спричиненої новим знанням, що стає джерелом динамічного розвитку системи. Погляд із цих позицій на проблемний метод виявляє справжню його цінність, яка полягає у створенні нестійкості в системі знань, що спричиняє її розвиток. Усвідомлена проблема спричинює порушення порогового стану між порядком, притаманним стабільним знанням, і хаосом нових знань. Далі настає нестійкий стан, утворення нових зв'язків (нових структур у системі) і відбувається перехід до іншого, якісно нового стійкого стану.

Відкритість. Відкритій системі властиві обмін із середовищем існування, наявність джерел і "стоків". Щодо курсу органічної хімії обмін у широкому розумінні відбувається із загальнокультурним і соціальним середовищами, в яких курс формується. Зміст курсу визначається загальною метою освіти, яку вбачає суспільство впродовж певного історичного періоду. Загальнокультурне, у тому числі наукове хімічне, середовище ми вважаємо джерелом контекстного збагачення й оновлення змісту.

Відкрита система в результаті засвоєння зовнішніх впливів постійно змінюється завдяки флуктуаціям, у ній утворюються нові структури, більш або менш упорядковані. Інформаційні джерела і "стоки" перебувають у постійній взаємодії у навчальній програмі, де фіксуються мета, завдання курсу, що змінюються на різних етапах розвитку освітньої системи. Виникають нові питання, теми, розділи, водночас відкидаються застарілі теорії, положення, факти. Точкою біфуркації, тобто появи різних шляхів розвитку, є впровадження профільного навчання і створення навчальних програм з органічної хімії для шкіл різного профілю.

Відкритість змісту хімічної освіти виявляється в її гуманізації. Інтеграція гуманітарного і природничо-наукового знання приводить до утворення нової структури знання, яке характеризується розширенням загальнокультурного кругозору. В умовах нестабільної екологічної ситуації, поширення в соціумі різноманітних фобій, езотеричних уявлень особливого значення набуває тлумачення змісту знань про органічні сполуки з позицій ролі науки в розв'язуванні глобальних проблем людства, що також є джерелом збагачення цього змісту.

Нелінійність. Традиційний підхід до управління навчальним процесом як складною системою ґрунтується на уявленні про його лінійність (однозначність). У цьому разі він вкладаєтся у схему: наявний стан методичний вплив - запланований освітній результат. Безальтернативність методик, нехтування відхиленнями як випадковими і неістотними мали вести навчання магістральним шляхом засвоєння знань. Погляд на процес як на нелінійний, що у своїй еволюції проходить через точку біфуркації, дає змогу усвідомити можливість несподіваних змін напряму процесу навчання, появи результату, відмінного від очікуваного.

Цей результат стосується передусім формування особистості. З погляду синергетики, особистість однаковою мірою піддається формуванню і протистоїть йому. Особистісне начало в дитині "порушує лінійність, програмованість навчального процесу, надаючи йому рис вибірковості, саморозвитку, цілісності, опосередкованості" (В.В.Сєриков). Тому щодо особистісного навчання можна говорити не про прямий вплив на особистість, а про створення таких умов навчального середовища, в яких особистість запитана.

Самоорганізація. Освітній системі, як і іншим складноорганізованим соціоприродним системам, властива самоорганізація за внутрішніми законами. Зовнішній методичний вплив, який чиниться, може виявитися марним, якщо він протистоїть внутрішнім властивостям системи. Учительський вплив має бути ненав'язливим, сприяти розвитку учнів у бік їхніх власних векторів. Не сильний, а "топологічно правильно організований" (Е.Князева, С.Курдюмов) вплив учителя виявляється ефективним, резонансним. У цьому випадку можна говорити про учасників навчального процесу - вчителя і учня - як про синергістів, а не антагоністів, і про їхні співпрацю, діалог.

З погляду синергетики, самонавчання є виявом самоорганізації у навчальному процесі. Це узгоджується із сучасними поглядами на роль учителя, який не передає знання, а сприяє оволодінню способами самоосвіти, створює сприятливі умови для творчості, забезпечує зворотні зв'язки.

Знаючи механізми самоорганізації, учитель може спрямувати систему, але не в будь-якому напрямі, а залежно від її потенційних можливостей.

Синергетичний дискурс має місце і в пропонованому нами тлумаченні структури молекул органічних речовин з погляду складності, багаторівневості й динаміки, нерівноваги, взаємопереходів, самоорганізації структур, їх руйнування й утворення, випадковості. Таке пояснення виявляється особливо продуктивним щодо супрамолекулярних утворень, які відіграють ключову роль у функціонуванні організмів, здійсненні складних фізико-хімічних процесів у клітині, що вирізняються високою просторовою упорядкованістю, здатністю до самоорганізації, точною координацією.

У сучасному курсі закладено ознайомлення зі складом і трьома аспектами будови молекул: хімічною, просторовою, електронною. При цьому шкільний предмет трактує структуру лише як вияв упорядкованості й описує її хоча й у трьох вимірах, проте винятково у статиці. Водночас сучасна органічна хімія розглядає молекулу як динамічну систему, здатну змінювати форму завдяки внутрішньому обертанню. За образним висловом С.М.Шевченка, йдеться про "динамічну архітектуру молекул". Проблема, що потребувала вирішення у процесі дослідження, полягала в тому, яким чином ці нові знання можна включити до шкільного курсу, не спричинивши його перевантаження. Слід зазначити, що в час, коли наукові знання зростають за експоненціальними законами і відповідно до цього зростає обсяг навчального матеріалу, розв'язання такої проблеми є невідворотним завданням. Вихід може бути знайдений лише за умови використання принципу ущільнення інформації та переходу на вищі рівні наукового пізнання (В.І.Кузнєцов). До цього можна додати і використання внутрішніх та міжпредметних резервів природничих навчальних курсів. Аналіз змісту шкільного курсу фізики виявив багато знань, що стосуються фізичних властивостей, які можна використати щодо конкретних органічних сполук. Сюди належать і знання про міжмолекулярну взаємодію. Тільки за умови координації цих знань у курсах фізики і хімії вони можуть набути конкретного смислу.

Дослідження дало змогу висловити припущення, що ідея рівневої організації матерії буде плідною, якщо буде створено інтегрований природознавчий курс для старшої школи. Саме це виведе на сучасний рівень трактування транспредметних наукових понять. Цю ідею ми вважаємо альтернативною до ідеї щодо інтеграційної функції природничо-наукових законів, висловленій і реалізованій В.Р.Ільченко. На нашу думку, навколо ідеї рівнів організації матерії можна об'єднати знання про фізичні, хімічні, біологічні явища, виявити об'єктивно наявні у природі зв'язки, що сприятиме розв'язуванню методичних проблем формування цілісної природничо-наукової картини світу, яка адекватно відбиває дійсність.

В умовах модернізації загальної середньої освіти трансформуються мета і завдання хімічної освіти, змінюється місце вивчення органічних речовин. У 12-річній школі воно зумовлене необхідністю дати в основній школі "базову загальну середню освіту, що є фундаментом загальноосвітньої підготовки всіх школярів" (Концепція загальної середньої освіти (12-річна школа)). Лабораторією хімічної і біологічної освіти Інституту педагогіки АПН України було концептуально обґрунтовано перенесення початку вивчення хімії з 8-го кл. в 7-й. Це дасть змогу на етапі основної школи сформувати базові хімічні знання в усіх учнів, незалежно від того, який профіль навчання вони обиратимуть далі.

Включення відомостей з органічної хімії до базового курсу хімії цілком закономірне і необхідне як для цілісного сприймання хімічних знань, так і для реалізації міжпредметних зв'язків з біологією, підготовки учнів до вивчення молекулярних основ життя в курсі біології.

В 11 кл. 12-річної школи на академічному рівні було запропоновано вивчати основні класи органічних сполук з урахуванням змісту курсу хімії основної школи. У класах гуманітарного напряму вивчатимуться переважно ті органічні сполуки, які мають практичне значення. Місце самостійного курсу органічної хімії залишається сталим у класах хімічних і суміжних профілів та класах поглибленого вивчення предмета.

Предметний зміст шкільної хімічної освіти на сучасному етапі формується в умовах стандартизації, виокремлення інваріантного і варіативного компонентів, диференціації та профілізації, гуманізації навчання, посилення уваги до соціалізації особистості та її самовираження. Вітчизняні дидакти (С.У.Гончаренко, Ю.І.Мальований, О.Я.Савченко) відносять до основоположних принципів розробки змісту сучасної шкільної освіти гуманізацію й гуманітаризацію, а до основних напрямів - оновлення фундаментальної складової, посилення практичної спрямованості, формування духовності, загальнолюдських і національних цінностей. Ці напрями стосуються передусім змісту й обсягу власне навчальної інформації, що закладається у навчальні предмети і пов'язана з характером наукового пізнання. Між тим, дослідники проблеми вбачають багато недоліків у чинному змісті хімічної освіти. Наприклад, Л.М.Кузнєцова вказує на надмірну теоретизацію змісту, недоцільне співвідношення теорій і фактів, відрив змісту від практичних потреб людини, відсутність інтегральних ідей, відсутність диференційованого підходу до відбору змісту. Н.Н.Чайченко відносить перевантаження програм фактичним матеріалом, насиченість уроків новою інформацією до причин формальності знань учнів. Отже, проблема предметного змісту органічної хімії залишається актуальною.

У методології відбору змісту засадовим є культурологічний підхід. Згідно з цим підходом (В.В.Краєвський, І.Я.Лернер) виокремлюють такі рівні формування змісту: загального теоретичного уявлення, навчального предмета, навчального матеріалу, процесу навчання, структури особистості. Досліджуючи формування і реалізацію змісту хімічної освіти в розділі органічної хімії на рівнях навчального предмета, навчального матеріалу та процесу навчання, ми дотримувалися думки вітчизняних і зарубіжних авторів, що зміст освіти визначається метою і завданнями, які суспільство ставить перед школою на певному етапі історичного розвитку. Серед інших чинників змісту освіти називають орієнтацію на особистість учня і перспективи розвитку науки, можливості процесу навчання, можливості учня, потреби особистості. Нині, у зв'язку з утвердженням філософії особистісно зорієнтованої освіти, поступово впроваджується рефлексивний компонент, а загальний знаннєвий підхід поступається місцем культурологічному. Отже, на підставі зазначеного вище ми дійшли висновку, що методологія відбору змісту хімічної освіти має спиратись на:

* сучасну парадигму освіти, основу якої становить гуманізація змісту і процесу навчання, орієнтація на учня як суб'єкта освіти;

* концепцію чотирикомпонентного змісту загальної освіти (знання, способи діяльності, досвід творчої діяльності, досвід емоційно-ціннісного ставлення) як основи базових компетентностей особистості;

* психологію навчального процесу;

* тенденції розвитку сучасної хімічної науки;

* синергетичне трактування хімічної освіти як відкритої системи, якій властивий обмін із загальнокультурним і соціальним середовищем;

* державні документи про школу.

Відбір багатокомпонентного змісту освіти детермінується різними чинниками, принципами, критеріями, концепціями, парадигмами. Ми поділяємо думку Д.Лієтера, що зміст предметів з основ наук має: 1) бути корисним для всіх учнів; 2) враховувати реальні життєві ситуації; 3) поєднувати теорію і практику, науку і техніку; 4) сприяти розвитку міжпредметних зв'язків; 5) бути сприйнятливим щодо навколишнього світу.

З огляду на зазначене та враховуючи роль органічної хімії в системі природничих наук, зроблено узагальнення щодо змісту відомостей про ці сполуки. Він має відбивати такі провідні ідеї курсу: загальнокультурний, гуманістичний характер хімічних знань; пізнаваність матеріального світу; матеріальну єдність речовин у природі, генетичні зв'язки між органічними речовинами, а також між органічними та неорганічними; розвиток органічних речовин від простих до складних, які виконують біологічні функції; багатоманітність органічних речовин, їх форм і взаємозв'язків; динаміка форм органічних сполук; ієрархія рівнів структурної організації органічних речовин; причинно-наслідкові зв'язки між складом, будовою, властивостями органічних речовин, обумовленість застосування властивостями; взаємозв'язок науки і практики, значення органічних сполук у житті і техніці, у розв'язуванні продовольчої, екологічної, енергетичної, сировинної проблем людства.