Методика формування компетентностей та результатів навчання бакалаврів технології медичної діагностики та лікування у процесі вивчення теми "Розрахунки та приготування розчинів приблизних концентрацій"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методика формування компетентностей та результатів навчання бакалаврів технології медичної діагностики та лікування у процесі вивчення теми "Розрахунки та приготування розчинів приблизних концентрацій"

Заблоцька Ольга Сергіївна -

доктор педагогічних наук, професор, завідувач кафедри "Технології медичної діагностики та лікування Громадське здоров'я" Житомирського медичного інституту Житомирської обласної ради

Гордійчук Світлана Вікторівна -

доктор педагогічних наук, доцент,

проректор з навчальної роботи, професор кафедри природничих та соціально-гуманітарних дисциплін Житомирського медичного інституту Житомирської обласної ради

Ніколаєва Ірина Миколаївна -

кандидат педагогічних наук,

доцент кафедри "Технології медичної діагностики та лікування. Громадське здоров'я" Житомирського медичного інституту Житомирської обласної ради

Антонов Олексій Володимирович - кандидат філологічних наук,

доцент кафедри природничих та соціально-гуманітарних дисциплін

Житомирського медичного інституту Житомирської обласної ради

Постановка та обґрунтування актуальності проблеми. Формування компетентностей і результатів навчання здобувачів освіти - одне з визначальних завдань вищої школи [9]. Відповідно до Стандарту вищої освіти першого (бакалаврського) рівня, галузі знань 22 "Охорона здоров'я", спеціальності 224 "Технології медичної діагностики та лікування", спеціалізації - лабораторна діагностика у здобувачів вищої освіти протягом навчання має сформуватися перелік компетентностей у хімії і результатів навчання, яких вони здобуватимуть під час вивчення дисципліни "Техніка лабораторних робіт" [11, 4]. Означена дисципліна інтегрує в собі знання про техніку проведення хімічного експерименту, зокрема - з приготування розчинів певних концентрації, що вкрай важливо для професійної діяльності лаборантів клініко-діагностичних лабораторій.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Підходи до формування компетентностей в хімії здобувачів освіти висвітлено у значній кількості наукових праць. Більшість з них присвячено означеним проблемах щодо загальноосвітніх навчальних закладів (А. Грабовий, Л. Величко, В. Староста, О. Ярошенко та ін.). Шляхи упровадження компетентнісного підходу у вивчення хімічних дисциплін здобувачами закладів вищої освіти дослідили О. Анічкіна, О. Блажко, Заблоцька, Т. Зарудко, С. Клименко, Коломієць, І. Ніколаєва та ін. Методичні засади формування компетентностей в хімії і результатів навчання під час вивчення дисциплін "Медична хімія" та "Аналітична хімія" бакалаврами лабораторної діагностики розробили О. Заблоцька [2], І. Ніколаєва [2, 7], В. Петюніна, В. Макаров, Р. Бачинський, Л. Лук'янова [8].

Водночас, проблема формування компетентностей в хімії та результатів навчання бакалаврів технології медичної діагностики та лікування у процесі вивчення дисципліни "Техніка лабораторних робіт", у тому числі - професійно значущої теми "Розрахунки та приготування розчинів приблизних концентрацій" потребує подальшого дослідження.

Мета статті - розкрити методичні підходи до формування компетентностей в хімії та результатів навчання бакалаврів технології медичної діагностики та лікування у процесі проведення розрахунків та приготування розчинів приблизних концентрацій.

Виклад основного матеріалу дослідження. Відповідно до вимог Європейської кредитної трансферно-накопичувальної системи, методичних рекомендацій щодо розроблення стандартів і освітніх програм вищої освіти формування компетентностей та результатів навчання здобувачів вищої освіти має відбуватися в умовах студентоцентризму [5, 6, 10]. Даний підхід до організації освітнього процесу передбачає створення студентоцентрованого освітнього середовища, яке дає можливість здобувачам освіти використовувати організаційні, інтелектуально-комунікативні, навчально-методичні, матеріально-технічні, інформаційні та технологічні ресурси закладів вищої освіти [3]. У даному контексті здобувач вищої освіти має можливість формувати визначені освітніми програмами компетентності та результати навчання у кожній навчальній дисципліні та впливати на постійне оновлення змісту освітніх програм, визначаючи таким чином цілі, структуру, методи і професійну спрямованість власної освіти.

Дисципліна "Техніка лабораторних робіт" вивчається майбутніми бакалаврами технології медичної діагностики та лікування у другому семестрі. На вивчення теми "Розрахунки та приготування розчинів приблизних концентрацій" відводиться 9 годин з них: 4 години - практичні заняття, 1 година - самостійна робота.

Відповідно до Стандарту вищої освіти у бакалаврів технології медичної діагностики та лікування у даній темі передбачено формування таких компетентностей: компетентність бакалавр навчання

I. Загальних:

1. "ЗК 04. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу".

2. "ЗК 06. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях".

3. "ЗК 08. Навики здійснення безпечної діяльності" [11, с. 6].

II. Спеціальних:

"СК 01. Здатність здійснювати безпечну професійну практичну діяльність згідно з протоколами, рекомендаціями щодо безпеки та діючим законодавством".

"СК 07. Здатність застосовувати навички критичного мислення для конструктивного розв'язання проблем" [11, с. 7].

"К 13. Здатність комбінувати поєднання різних технологічних прийомів лабораторних досліджень для вирішення професійних завдань".

"СК 014. Готовність виконувати точно та якісно дослідження, удосконалювати методики їх проведення та навчати інших" [11, с. 8].

До очікуваних результатів навчання означених здобувачів вищої освіти належать:

ПРН 1. Проводити підготовку оснащення робочого місця та особисту підготовку до проведення лабораторних досліджень, з дотриманням норм безпеки та персонального захисту, забезпечувати підготовку до дослідження зразків різного походження та їх зберігання.

ПРН 2. Визначати якісний та кількісний склад речовин та їх сумішей.

ПРН 13. Виконувати кількісні та якісні дослідження [11, с. 8].

Практичне заняття на тему: "Розрахунки та приготування розчинів приблизних концентрацій". На початку практичного заняття викладач акцентує увагу студентів на змісті компетентностей і результатів навчання, які будуть формуватися на занятті, та їх значущості для майбутньої професійної діяльності.

Спочатку студентам надаються теоретичні відомості про способи розрахунків та методи приготування розчинів солей, лугів і кислот приблизної концентрації (за приблизно взятою наважкою та приготування розчинів із більш концентрованих).

Студенти з'ясовують, що до розчинів приблизної концентрації відносять розчини, концентрація яких виражена у вигляді частки (масової або об'ємної). Для приготування таких розчинів речовину зважують на технохімічних терезах, а рідини відмірюють мірними циліндрами. Для приготування розчинів використовують чисті речовини та дистильовану воду. Розчинення проводять в хімічних склянках або колбах.

Викладач знайомить студентів із алгоритмами проведення розрахунків для приготування розчинів приблизної концентрації.

Розв'язання:

1. Обчислюємо масу солі (KNO₃):

2. Обчислюємо масу води:

Приклад 2. Приготувати 1 кг 5% розчину кальцію хлориду з CaCl2'6 H2O.

Розв'язання:

1. Обчислюємо масу безводної солі (кальцій хлориду), яка міститься в 1 кг 5% розчину?

Отже, в 1 кг 5 %о розчину міститься 50 г СаС 12.

2. Обчислюємо масу кристалогідрату СаСІуб H2O, що містить 50 г СаС 12.

Молярна маса СаС 12 дорівнює 111 г/моль, а молярна маса „R„pCl2?6 H2O- 219 г/моль.

З. Обчислюємо масу води, яку треба взяти для приготування розчину:

т(води) = 1000г- 98,6г= 901,4 г

Відповідь: для приготування 1 кг 5% розчину кальцію хлориду з CaCl26 H2O необхідно взяти 98,6 г СаСІуб H2O та 901,4 г води.

Проведення експерименту. Приготування розчинів (задача 1 і 2) відбувається з дотриманням правил техніки безпеки. Викладач зосереджує увагу студентів на значущості вмінь приготування розчинів різними способами для роботи клініко- діагностичних лабораторій, а саме - способом розчинення наважки (з речовин із твердим агрегатним станом) та способом розведення (з більш концентрованих розчинів) [1].

Викладач демонструє процес визначення густини розчинів за допомогою ареометра. Він організує роботу студентів у парах. Кожна пара отримує власне завдання стосовно приготування розчинів. На технохімічних терезах студенти зважують необхідну масу речовин, переносять її в колбу або склянку. Відмірюють приблизно половину води від розрахованого значення, заливають її в посуд для розчинення. Енергійно перемішують до повного розчинення солі. Після розчинення додають залишок води. Якщо розчин каламутний, його фільтрують через складчастий фільтр. Переливають розчин у посуд для зберігання та наклеюють етикетку (назва, дата приготування, термін придатності, умови зберігання).

Особлива увага під час приготування розчинів лугів і кислот приділяється формуванню ПРН 1, що передбачає дотриманням норм безпеки та персонального захисту. Викладач пояснює, що під час приготування розчинів лугів шматки лугу беруть щипцями або пінцетом, гранульовані луги - за допомогою ложечки, робота виконується у гумових рукавичках; луги зважують в скляному або порцеляновому посуді (при розчиненні лугу в товстостінному посуд він сильно нагрівається і може тріснути); після додавання невеликої кількості води розчин розмішують скляною паличкою, поки луг не розчиниться, потім залишають луг, щоб він захолонув, обережно зливають у інший посуд та додають залишок води.

Приготування розчинів кислот мають свої особливості. Концентровані кислоти не мають масову частку кислот, що дорівнює 100%, і містять воду. Необхідний об'єм концентрованої кислоти відмірюють мірним циліндром. Для розрахунку об'єму кислоти користуються значенням її густини при певній температурі.

Розв'язання:

1. Обчислюємо масу 2 л 15% розчину сульфатної кислоти.

т (кислоти)=2000 мл 1,102 г/ мл= 2240 г

2. Обчислюємо масу кислоти з масовою часткою 100 %, яка міститься в 2240 г 15%-го розчину.

3. Зважаючи на те, що концентрована сульфатна кислота - це розчин кислоти з масовою часткою 98%, обчислюємо її масу, в якій міститься 336 г 100% H2SO4.

4. Обчислюємо об 'єм концентрованої H2SO4.

5. Обчислюємо об'єм води.

V (води)=2000 г- 186,7 мл= 1667 мл

Відповідь: для приготування 2 л 15% розчину сульфатної кислоти з концентрованої потрібно взяти 186,7 мл концентрованої сульфатної кислоти та 1667 мл води.

Часто в лабораторії виникає потреба в розбавленні або змішуванні розчинів. Викладач пояснює алгоритм розв'язування задач із використанням правила діагоналей.

Розв'язання:

1. Обчислюємо об'єм вихідних розчинів, які необхідні для приготування 12% розчину за правилом діагоналей:

Обчислюємо об'єм кожної з частин:

V(вихід. розчину 1)=300мл:5 4 =240мл

V (вихід. розчину 2)=300 мл: 5 1 = 60 мл

Відповідь: для отримання 300 мл 12%о-го розчину натрій хлориду треба взяти 240 мл 10% розчину і 60 мл 20% розчину.

Самостійна робота студентів на занятті здійснюється з використанням групової навчальної діяльності у малих гетерогенних групах. Робота в групах відбувається за планом:

I. Актуалізація алгоритмів розв'язування розрахункових завдань та теоретичних питань, які висвітлювалися на занятті;

II. Розв'язування розрахункових задач на приготування розчинів приблизної концентрації з професійно орієнтованим змістом:

Задача № 1. Як в умовах загальноклінічної лабораторії приготувати 420 мл розчину етанолу з масовою часткою 25% з 70% розчину етанолу та води?

Задача № 2. Для фіксації біологічних зразків використовується 10% розчин формальдегіду (забуференого формаліну). Гістохімічна лабораторія не отримала даного розчину. Старший лаборант дістав із запасів формалін (40% розчин формальдегіду) і дав вказівку розвести його до 10% розчину. Як це зробити, щоб приготувати 500 мл необхідного для роботи розчину?

III. Проведення опитування в групах за контрольними запитаннями:

Контрольні запитання:

1. Які розчини мають приблизну концентрацію?

2. Як розрахувати масову частку розчину?

3. Як обчислити об'єм розчину з певною масовою часткою?

4. Як користуватися таблицями густини розчинів речовин?

5. Яка послідовність приготування розчинів солей?

6. Які терези та посуд використовують для приготування розчинів солей?

7. Назвіть особливості приготування

8. Як готують розчини кислот приблизної концентрації?

IV. Оцінювання результатів навчання студентів.

Після завершення роботи в групах відбувається аналіз розв'язків задач та індивідуальний тестовий контроль. З цією метою студенти використовують навчальну платформу edmodo і розв'язують такі тестові завдання:

1. Для приготування розчинів приблизної

концентрації користуються терезами:

а) аналітичними; б) технохімічними;

в) побутовими; г) торсійними.

2. Необхідну кількість води під час приготування розчинів приблизної концентрації визначають за допомогою: а) мірних циліндрів; б) хімічних склянок; в) мірної колби; г) піпетки Мора.

3. Для приготування розчину лугу потрібно взяти: а) точну розраховану кількість лугу; б) від розрахованої кількості лугу відняти 3%; в) до розрахованої кількості лугу додати 3%; г) точний об'єм лугу.

4. Розчини лугів готують: а) у порцеляновому посуді; б) у товстостінному посуді; в) в хімічних склянках; г) в мірній колбі.

5. Для приготування розчину лугу відміряний об'єм води: а) додають до наважки;

б) наливають у мірну колбу; в) додають до наважки, охолоджують, зливають у посуд для зберігання; г) додають до наважки невелику кількість, охолоджують, фільтрують у посуд для зберігання, додають залишок води.

6. Концентрацію кислоти, з якої готують розведений розчин: а) дізнаються з етикетки; б) вимірюють мірним посудом; в) вимірюють ареометром; г) визначають за кольором.

7. Необхідний об'єм концентрованої кислоти: а) відміряють мірною колбою; б) зважують на технохімічних терезах; в) відміряють мірним циліндром; в) відміряють мірною пробіркою.

8. При приготуванні розчину кислоти необхідно: а) воду приливати у кислоту; б) кислоту приливати у воду; в) відміряти необхідний об'єм води та додати в мірний циліндр кислоту; г) відміряти необхідний об'єм кислоти та додати в мірний циліндр воду.

Після завершення тестування здобувачі заповнюють карту самоаналізу сформованості результатів навчання на занятті (табл. 1).

Таблиця 1

Карта самоаналізу сформованості результатів навчання здобувачів

Загальна оцінка сформованості результатів навчання здобувачів на занятті виставляється за результатами різних видів робіт (табл. 2).

Таблиця 2

Оцінювання сформованості результатів навчання здобувачів вищої освіти на занятті

Сума балів (максимум 12)

Оцінка (сума балів: 12 * 100%; результат визначити за шкалою ECTS)

Самостійна робота здобувачів у позааудиторний час проводиться за такими завданнями:

1. Заповніть таблицю:

18. Metodichni rekomendarsiyi shodo rozroblennya standartiv vishchoyi osviti, shvaleno sektorom vishchoyi osviti Naukovo-Metodichnoyi Radi Ministerstva osviti і nauki Ukrayni (protokol vid 29.03.2016 N 3). (2016). [Methodological recommendations for higher educational standards elaboration]. URL: <http://lawfaculty.chnu.edu.ua/wp- content/uploads/2016/11/07-metod- rekomendacziyi.pdf>.

19. Nikolaieva, I.M. (2017). Metodyka formuvannia khimichnoi skladovoi profesiinoi kompetentnosti maibutnikh bakalavriv laboratornoi diahnostyky [Methods of forming the chemical component of professional competence of future bachelors of laboratory diagnostics]. "Science Rise: Pedagogical Education". № 6 (14). S. 40-42.

20. Petiunina, V. M., Makarov, V. O., Bachynskyi, R. O., Lukianova, L. V. (2012). Dosvid orhanizatsii samostiinoi roboty studentiv-bakalavriv pry vykladanni khimichnykh dystsyplin na kafedri medychnoi ta bioorhanichnoi khimii KhNMU [Experience of organizing independent work of bachelor students in teaching chemical disciplines at the Department of Medical and Bioorganic Chemistry of KNMU]. Formuvannia suchasnoi kontseptsii vykladannia pryrodnychykh dystsyplin u medychnykh osvitnikh zakladakh (pedahohika i psykholohiia, biolohichni nauky, khimichni nauky, fizyka ta informatsiini tekhnolohii, nanotekhnolohii dlia medytsyny): materialy nauk.-metod. konf. (Kharkiv, Ukraina, 21-23 travnia 2012). Kharkiv. S. 62-68.

21. Pro vishchu osvitu: Zakon Ukrayni vid 01.07.2014 N 1556-VII. Data onovlennya: 06.10.2017 [On the higher education: Law of Ukraine]. URL: http://vnz.org.ua/zakonodavstvo/111-zakon-ukrayiny-pro-vyschu-osvitu.

22. Rozroblennia osvitnih program (2014) [Educational curricula elaboration]. Metodichni rekomendarsiyi / Avt.: V. М., Zаhаrchеnkо, V. І. Lugоviy, Yu. М., Rаshkеvich, Zh. V., Таlаnоvа. Kyiv: DP "NVTS {^пог^Єі".

23. Standart vishchoyi osviti Ukrayni: pershiy (bakalavrskiy) riven, galuz znan 22 "Ohorona zdoroviya", apetsialnist 224 "Tehnologiyi Medichnoyi diagnostiki ta likuvanniya", spetsializatsiya - laboratorna diagnostika. [Chinniy vid 2018. 12.19]. (2018) [The Standard of Higher Education of Ukraine: the first (bachelor) level, the field of knowledge 22 "Health Care", specialty 224 "Technologies of medical diagnostics and treatment", major in laboratory diagnostics]. Kyiv: Vid. оГй^.