Эксперимент с созданием учебно-профессиональных ситуаций на занятиях химии: личностно-ориентированный подход

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эксперимент с созданием учебно-профессиональных ситуаций на занятиях химии: личностно-ориентированный подход

С.В. Целищева

канд. техн. наук, доцент, кафедра химии, Уральский государственный лесотехнический университет, Т.Б. Голубева, канд. техн. наук, доцент, кафедра сервиса и туризма, Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия

При преподавании химии в техническом вузе возникает проблема связи этой дисциплины с направлением профессиональной подготовки бакалавров. Один из путей решения данной проблемы ? систематическое применение в учебном процессе учебно-профессиональных ситуаций. В статье показана необходимость создания банка учебно-профессиональных ситуаций и целесообразность его использования при проведении демонстрационных, лабораторных и исследовательских химических экспериментов. Разработанные учебно-профессиональные ситуации ориентированы на включение студента в образовательный процесс, и их реализация требует со стороны преподавателя активного наблюдения. Формирование банка ситуаций начинается с подбора экспериментов к каждой из них с использованием классических химических практикумов; практикумов смежных дисциплин и дисциплин профессионального цикла; результатов научно-исследовательской работы преподавателя. В статье выделены требования к химическому эксперименту, применяемому для создания учебно-профессиональных ситуаций в контексте личностно-ориентированного образования: с одной стороны, соответствие направлению подготовки обучающегося, с другой стороны, «химическая» яркость, выразительность и убедительность. Авторы подчеркивают, что исследовательский эксперимент представляет собой творческое задание, он возможен и эффективен только на добровольной основе. Поэтому тема научного исследования должна быть значима и интересна для студента; выполнима при его уровне подготовки, оригинальна. Исследовательская деятельность, связанная с направлением профессиональной подготовки, стимулирует студента к активному участию в поиске и приобретении новых знаний, овладению ранее ему неизвестными способами деятельности, установлению связей между известными и неизвестными фактами и понятиями, что будет способствовать формированию мотивации к овладению профессиональными знаниями, умениями и навыками.

Ключевые слова: личностно-ориентированное профессиональное образование, учебно-профессиональные ситуации, метод кейсов, принцип наглядности, химический эксперимент, демонстрационный эксперимент, учебный эксперимент, исследовательский эксперимент, трудности реализации

Современную ситуацию с преподаванием химии в высших технических и сельскохозяйственных учебных заведениях можно охарактеризовать как достаточно непростую. У обучающихся не сформирован познавательный интерес к этой дисциплине, отсутствует представление о связи химии с направлением профессиональной подготовки и даже с повседневностью.

Наиболее существенная причина сложившегося положения - ситуация с преподаванием химии в средних учебных заведениях. Так, в силу недостатка аудиторных часов в непрофильных классах школьникам преподносятся, в основном, только необходимые абстрактные истины без наполнения их конкретным содержанием. И постепенно химия из области естествознания превращается для обучающихся в науку о химических формулах и уравнениях не встречающихся в повседневности веществ и реакций. В результате выпускники средних школ, поступившие в технические вузы, как правило, не имеют достаточных для формирования познавательного интереса - основного мотива учения - базовых знаний по химии. учебный химия лабораторный профессиональный

Между тем, хотелось бы напомнить, что в школьных учебниках по химии советского периода имелись достаточно подробные описания не только химических явлений в природе, но и самых распространенных химических технологий: крекинга нефти, получения полимеров, чугуна и стали (в мартеновских, конверторных и электропечах с выделением достоинств и недостатков каждого процесса), серной кислоты и аммиака и др. Были приведены схематические чертежи, фотографии и объяснения по работе обеспечивающего эти технологии оборудования. Наличие достаточного количества аудиторных часов позволяло педагогам не только показать учебные фильмы, действующие макеты и коллекции материалов, но и провести экскурсии в естественнонаучные музеи, вузы и научно-исследовательские лаборатории, на промышленные предприятия. Это способствовало профессиональной ориентации школьников, формированих у них технического мышления.

Отдельно отметим и тот факт, что советский учитель химии был обязан включать эксперименты в образовательный процесс. Так, профессор В.С. Полосин в журнале «Химия в школе» (1988) писал даже о необходимости подключения административного ресурса в целях борьбы с «безэкспериментальным» преподаванием химии: «К сожалению, еще встречается “меловой” подход, когда учитель заменяет демонстрации формулами и уравнениями химических реакций. Очковтирательство в любой форме следует пресекать. Об этом должны позаботиться администрация школы и районные методисты-химики»¹.

Возвращаясь к теме несформированности познавательного интереса к химии и отсутствия представлений о ее связи с направлением профессиональной подготовки у обучающихся, хочется отметить последствия сложившейся ситуации: перед преподавателями химии как предмета общетехнической подготовки стоят цели не только освоения обучающимися Федерального образовательного стандарта высшего образования, но и доведения знаний студентов до уровня, необходимого для этого освоения. Как правило, число отпущенных аудиторных часов невелико, поэтому достичь заявленных целей можно только при условии формирования положительного отношения обучающихся к изучению дисциплины с первых же дней занятий, что можно сделать, реализуя концепцию личностно-ориентированного профессионального образования.

В рамках данной концепции личностное и профессиональное развитие обучающегося рассматриваются как главная цель образования (Н.А. Алексеев, Е.В. Бондаревская, В.В. Сериков, И.С. Якиманская), что предполагает формирование творческой активности обучающегося через создание проблемных ситуаций в учебно-профессиональной, квазипрофессиональной и реальной профессиональной деятельности.

По Э.Ф. Зееру, проблемная ситуация в учебно-профессиональной, квазипрофессиональной и реальной профессиональной деятельности является основной единицей содержания технологии контекстного обучения, сущность которого состоит в моделировании реальной социально-профессиональной деятельности². Актуальность связи учебной информации с последующей профессиональной деятельностью (проблема переноса учебных знаний в профессиональную практическую деятельность) подчеркивается Е.В. Коневой и Н.А. Токаренко в связи с появлением платного обучения, возможностью получения второго высшего образования в сокращенные сроки и др. Вкладывая в обучение собственные средства, потребитель образовательных услуг становится более требовательным к практической ценности получаемых знаний, ибо она превращается в одно из условий его будущей конкурентоспособности на рынке труда, а следовательно, становится для него высокозначимой³.

Учебно-профессиональную ситуацию можно рассматривать как выделенную преподавателем совокупность элементов профессиональной среды, оказывающую стимулирующее, обуславливающее и корректирующее воздействие на обучающегося, детерминирующую его активность. Следует отметить, что перечисленные воздействия будут эффективны в случае системного применения учебно-профессиональных ситуаций (метод кейсов), обеспечить которое призван банк учебно-профессиональных ситуаций. Его структура должна соответствовать структуре учебного курса, а сами ситуации - иллюстрировать разделы дисциплины, формируя положительную мотивацию обучения у студентов.

Следует отметить, что целью проектирования учебно-профессиональных ситуаций при преподавании дисциплин общетехнического цикла является обеспечение профессионального контекста учебной деятельности студента, в том числе учет таких факторов профессиональной среды, как существующие правила деятельности и подходы к творчеству, взаимодействие с другими участниками образовательного процесса, формирование опыта решения профессиональных задач и представления их результатов, актуализация познавательных мотивов учения. Таким образом, разработка банка учебно-профессиональных ситуаций ориентирована на включенность студента в образовательный процесс, а их реализация требует со стороны преподавателя активного наблюдения.

Одним из средств создания учебно-профессиональных ситуаций при обучении химии является эксперимент. Его важное место в освоении химических знаний раскрыто в трудах В.Н. Алексинского, В.Н. Верховского, В.Я. Вивюрского, М.М. Гостева, И.И. Зайковского, Г.А. Зданчука, Э.Г. Злотникова, Ю.Н. Кукушкина, И.А. Леенсона, П.А. Оржековского, М.С. Пак, В.С. Полосина, Ю.В. Сурина, Л.А. Цветкова, Г.М. Чернобельской, И.Н. Черткова и др. Так, еще в первой половине ХХ века профессор В.Н. Верховский в спорах со сторонниками формализма при преподавании химии отстоял идею системы химического образования в средней школе, основанной на обучающем эксперименте, подтверждающем важнейшие теоретические идеи⁴. А в своей книге «Методика обучения химии в средней школе» (2000) современный классик отечественного химического образования Г.М. Чернобельская, подводя итог рассмотрению вопроса о системе содержания и построения школьного курса химии в свете современных дидактических требований, резюмирует: «Химия - это наука экспериментально-теоретическая. Изучение веществ и процессов в этой области основано на анализе фактов, полученных в результате эксперимента, и их теоретическом объяснении и обобщении»⁵.

С позиций концепции личностно-ориентированного образования, химический эксперимент помогает не только вызвать интерес к предмету у обучающегося, но и научить его наблюдать процессы, способствует формированию у него практических навыков и умений для будущей профессиональной деятельности, в том числе ответственного отношения к порученному делу, развитию творческой инициативы. Таким образом, химический эксперимент, несомненно, представляет интерес в плане создания и разрешения учебно-профессиональных ситуаций по определенным дидактическим единицам дисциплины «Химия». На наш взгляд, к наиболее профессионально значимым разделам учебного курса можно отнести следующие: «Закономерности протекания химических реакций», «Стехиометрические расчеты», «Реакционная способность веществ», «Электрохимические процессы».

Нельзя не отметить, что отечественными педагогами разработан целый ряд замечательных химических практикумов, в том числе несправедливо забытых, которые могут послужить источником вдохновения для создания банка учебно-профессиональных ситуаций. Среди них - труды З.Г. Васильевой, А.А. Грановской, А.А. Таперовой; З.Е. Гольдбрайха; М.А. Ивановой, М.А. Кононовой; А.Ф. Воробьева, С.И. Дракина; В.А. Попкова; Г.П. Хомченко; Л.А. Цветкова и многих других авторов. В данных практикумах приводятся лабораторные работы, призванные помочь в освоении как теоретических основ химии, так и экспериментальных методов, широко применяющихся на практике. При этом в них имеется множество демонстрационных и исследовательских экспериментов, которые могут быть интерпретированы в аспекте получения профессиональных знаний по выбранному направлению подготовки.

Итак, создание банка учебно-профессиональных ситуаций начинается с подбора экспериментов к каждой из них с использованием, во-первых, классических химических практикумов; во-вторых, практикумов смежных дисциплин и дисциплин профессионального цикла; в-третьих, результатов научно-исследовательской работы преподавателя.

Можно выделить требования к химическому эксперименту, применяемому для создания учебно-профессиональных ситуаций в контексте личностно-ориентированного образования: с одной стороны - соответствие направлению подготовки обучающегося, с другой - «химическая» яркость, выразительность и убедительность.

При этом реализация концепции личностно-ориентированного образования в процессе обучения химии может достигаться при использовании демонстрационного, лабораторного и исследовательского эксперимента. Известны общие требования к ним: формулирование цели эксперимента и безопасность проведения, последнее важно и для экологического воспитания обучающихся. Однако можно выделить и специфические особенности каждого из видов эксперимента.

Цель демонстрационного эксперимента - иллюстрация учебно-профессиональной ситуации. Его особенности показаны в работе Т.Б. Голубевой. Для демонстрационного эксперимента значимы простота, надежность и, конечно, наглядность⁶. Наглядность - важнейший принцип обучения, провозглашенный еще в XVII веке Я.А. Коменским, однако замечено, что эффектные, но загадочные для зрителей, без комментария опыты не только не приносят пользы, но могут даже повредить формированию системы научных знаний у молодежи. Известный отечественный медик и педагог Н.И. Пирогов писал по этому поводу: «...одна наглядность никогда не заменит слова. Наглядное, одно, само по себе, без помощи слова, хотя и может глубоко врезаться в память ребенка, но всегда останется чем-то отрывочным и несвязным, тогда как впечатление, произведенное словом, будет более цельное и связное»⁷. Следует отметить, что целесообразно использовать подход, при котором знания извлекаются из самого эксперимента, а слово преподавателя дополняет, сопровождает наблюдаемый студентами демонстрационный эксперимент. Подобный стиль объяснения способствует развитию познавательного интереса как к учебной дисциплине, так и к сфере профессиональных знаний.

И все же демонстрационный эксперимент как объяснительно-иллюстративный метод при изучении конкретных вопросов целесообразно активно использовать в самом начале изучения химии, когда у обучающихся еще недостаточно знаний и умений, а познавательные мотивы обучения выражены слабо. По мере углубления теоретических познаний студентов постоянное применение этого метода во всех учебно-профессиональных ситуациях может неблагоприятно сказаться на развитии мышления и учебной активности молодежи. Поэтому в дальнейшем предпочтительнее постепенно внедрять в учебный процесс поисковые методы - лабораторный и исследовательский эксперименты.

Лабораторный эксперимент ориентирован на типичные профессиональные ситуации, требующие применения стандартных «химических» алгоритмов решения профессиональных проблем. К примеру, провести синтез с предварительным расчетом количества реагентов, анализ продукта реакции и т. п. Цель подобного эксперимента с использованием учебно-профессиональных ситуаций - формирование навыков повседневной профессиональной деятельности и осознание места дисциплины в ней. При этом преподавателю не следует недооценивать роль отчета, который студенты индивидуально составляют после выполнения лабораторного эксперимента, так как сам процесс его составления дает студентам опыт краткого и точного формулирования выводов, правильной записи результатов, что важно для их будущей профессиональной деятельности.

Исследовательский эксперимент подразумевает набор учебно-профессиональных ситуаций с элементами новизны и потому требующих не только применения стандартных и нестандартных расчетов, но и качественных толкований полученных результатов. Исследовательские задачи не содержат инструкций, в них есть только условия. Исследовательский эксперимент, подобно научному, сочетает в себе использование теоретических знаний и эксперимента, требует умения строить план исследования. Поэтому основной целью исследовательского эксперимента является получение опыта эвристической деятельности и навыков научного исследования в профессиональной сфере. По сути, исследовательский эксперимент является формой проблемного обучения и, согласно И.А. Зимней, это эвристический, исследовательский тип обучения с большим развивающим потенциалом⁸.

В контексте же личностно-ориентированного профессионального образования нельзя забывать о том, что по сути исследовательский эксперимент представляет собой творческое задание⁹, а исследовательская работа, как и всякое творчество, возможна и эффективна только на добровольной основе. Поэтому тема научного исследования должна быть значима и интересна для студента; выполнима при его уровне подготовки; оригинальна - в ней необходимы элементы новизны, неожиданности, необычности. Разрешая проблемные ситуации, студент вынужден активно участвовать в поиске и приобретении новых знаний, овладении ранее ему неизвестными способами деятельности, установлении связей между известными и неизвестными фактами и понятиями, что будет способствовать формированию мотивации овладения профессиональными знаниями, умениями и навыками¹⁰.

Следует отметить, что при проектировании учебно-профессиональных ситуаций, разрешаемых в ходе исследовательского эксперимента, важна их структуризация: на первой стадии - предварительное изучение студентом/коллективом студентов обозначенной в учебно-профессиональной ситуации проблемы, генерирование вариантов ее решения и их представление преподавателю, совместный отбор оптимального решения; на второй стадии - реализация в лаборатории выбранного варианта решения проблемы, фиксация полученных результатов; на третьей стадии - анализ результатов работы и их представление в форме отчета, выступления, презентации и т. п.

Можно выделить общие требования к проведению лабораторного и исследовательского эксперимента с использованием учебно-профессиональных ситуаций: участие студента в проведении эксперимента в зависимости от уровня сформированности исходных знаний, умений, навыков; тщательно продуманные условия проведения эксперимента; контроль за самостоятельной подготовкой к эксперименту и его результатами в лаборатории; ограниченность во времени; техническая простота; публичное представление результатов эксперимента.

Нельзя не отметить трудностей реализации экспериментов на базе учебно-профессиональных ситуаций. При этом к объективным трудностям можно отнести проблемы материального характера - необходимость модернизации оборудования, доступ к реактивам и др. К субъективным же трудностям можно отнести: со стороны студента - при несформированности блока профессиональных знаний возможное уклонение от заданий с целью избегания неудачи. В таком случае преподаватель должен особым образом подходить к студенту и использовать в том числе задания, создающие ситуацию успеха; со стороны преподавателя - требуются повышенные усилия, направленные на сближение общетехнической дисциплины с направлением подготовки студентов. Зачастую преподаватель даже при готовности на это сближение не рискует отойти от привычных образовательных технологий, так как он мотивирован на подготовку студентов к интернет-контролю знаний. Выход из данного противоречия видится в участии преподавателя в отборе дидактических единиц, выносимых на интернет-контроль знаний, с учетом не только направления, но и профиля подготовки.

Не секрет, что многие первокурсники технических факультетов плохо представляют себе будущую профессию и не имеют устойчивой мотивации к освоению технических знаний. У такого контингента обучающихся при условии применения эксперимента в учебно-профессиональных ситуациях процесс формирования ориентированности на освоение химических и профессиональных знаний может развиваться по следующей схеме: первый этап - студент не имеет устойчивого интереса как к изучению дисциплины, так и, возможно, к получению профессиональных знаний; второй этап - впечатления, полученные в ходе участия в экспериментальной работе, дают начало последующему формированию ряда устойчивых побуждений: интересу к образовательному процессу и будущей профессиональной деятельности, потребности творчески участвовать в них, сотрудничать с преподавателями и другими студентами; третий этап - студент внутренне принимает задачи учебной деятельности как по дисциплине «Химия», так и в целом по образовательной программе, они обретают для него значимость; четвертый этап - качественное усвоение полученных знаний, желание развивать собственную систему профессиональных знаний, умений и навыков.

Подводя итог исследования, можно сформулировать следующие положения, касающиеся химического эксперимента с созданием учебно-профессиональных ситуаций в контексте личностно-ориентированного профессионального образования:

- в высших учебных заведениях на занятия по химии как общетехнической дисциплине приходят, главным образом, обучающиеся с несформированным познавательным интересом к этому предмету и отсутствием представлений о его связи с направлением профессиональной подготовки. В условиях ограниченности аудиторных часов достичь цели освоения дисциплины обучающимися можно только при условии формирования у них положительного отношения к изучению предмета, что становится возможным при реализации концепции личностно-ориентированного профессионального образования. Выбранная концепция предполагает формирование творческой активности обучающихся при систематическом использовании банка учебно-профессиональных ситуаций, являющихся моделями реальной профессиональной деятельности. Важным средством создания учебно-профессиональных ситуаций при обучении химии является эксперимент;

- с позиций концепции личностно-ориентированного образования химический эксперимент не только помогает вызвать интерес к предмету у обучающихся, но и способствует формированию у них практических навыков и умений для будущей социально-профессиональной деятельности, в том числе ответственного отношения к порученному делу, развитию творческой инициативы, готовности к сотрудничеству с другими участниками;

- требования к химическому эксперименту, применяемому для создания учебно-профессиональных ситуаций в контексте личностно-ориентированного образования, таковы: с одной стороны - соответствие направлению подготовки обучающегося, с другой - «химическая» яркость, выразительность и убедительность;

- реализация концепции личностно-ориентированного образования в процессе обучения химии может достигаться при использовании демонстрационного, лабораторного и исследовательского эксперимента. При этом демонстрационный эксперимент как объяснительно-иллюстративный метод целесообразно использовать в начале изучения курса химии, в середине и конце рекомендуется делать акцент на лабораторных и исследовательских экспериментах.

Опыт проведенных занятий доказывает, что химический эксперимент с созданием учебно-профессиональных ситуаций, обогащая образовательный процесс более глубоким смыслом и зрелыми эмоциями, создает условия для реализации концепции личностно-ориентированного профессионального образования, стимулирует учебно-познавательную и творческую активность студентов. А они необходимы не только для успешного освоения курса химии, но и для формирования мотивации обучения будущих бакалавров техники и технологии.

Литература

1. Полосин В.С. О некоторых методических подходах к организации химического эксперимента // Химия в школе. 1988. № 5. С. 63.

2. Зеер Э.Ф. Психология профессионального образования. М.: Академия, 2009. C. 190.

3. Конева Е.В., Токаренко Н.А. Учебные знания и профессиональная деятельность // Практическое мышление и опыт: ситуативность и инструментальность обобщений: сборник статей / под ред. Ю.К. Корнилова. Ярославль, 2000. С. 66-67.

4. Фадеев Г.Н., Злотников Э.Г. О судьбе химии в школах России: Рыцарь науки преподавать - В.Н. Верховский // Химия (ИД «Первое сентября»). 1999. № 47. С. 1-3 [Электронный ресурс]. URL: http://avkrasn.ru/article-83.html (дата обращения: 06.12.2015).

5. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе: учебник для студентов высших учебных заведений [Электронный ресурс]. URL: http://www.ximicat.com/ebook.php?fi le=chernblsky_raz.djvu&page=9 (дата обращения: 06.12.2015).

6. Голубева Т.Б. О формировании мотивации изучения химии у студентов технического вуза посредством использования демонстрационного эксперимента // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. 2011. № 11. С. 43-50.

7. Пирогов Н.И. Избранные педагогические сочинения. М.: Изд-во Акад. пед. наук РСФСР, 1952. С. 604.

8. Зимняя И.А. Педагогическая психология. М.: Логос, 2000. С. 30.

9. Голубева Т.Б. Роль творческих заданий в формировании ответственного отношения к выполнению профессиональных обязанностей будущими выпускниками вуза // Технологии совершенствования подготовки кадров: теория и практика: меж-вуз. сб. науч. тр. Вып. 15. Казань: Изд-во Татар. гуманитар.-пед. ун-та, 2011. С. 123-127.

10. Пак М.С. Роль и место познавательных заданий в формировании мотивации учения // Химия в школе. 1999. № 2. С. 15-20.

Размещено на Allbest.ru