Содержание общехимической подготовки в технологическом вузе

УДК 372.8.

А. И. Хамитова, В. Г. Иванов

СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕХИМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ

Рассматриваются наиболее перспективные подходы к проектированию содержания общехимической подготовки в технологическом вузе с учетом ее дифференциации.

Интерес к проблеме содержания общехимической подготовки студентов в технологическом вузе объективно обусловлен рядом факторов:

- изменением характера инженерной деятельности на современном этапе;

- значительным сокращением аудиторного времени, отводимого на изучение дисциплины;

- появлением в вузе специальностей гуманитарной направленности.

Удержание подготовки специалистов в условиях быстрого темпа устаревания специальных знаний должно постоянно пересматриваться. Ю.А.Устынюк считает, что «время жизни» современного учебника и методического обеспечения учебного процесса должно примерно равняться времени удвоения научной информации, т.е. должно составлять 11-12 лет [1]. Необходимо отметить, что содержание общехимической подготовки в технологическом вузе со времени выхода учебника Н.С.Ахметова «Общая и неорганическая химия» (1969) и создания учебно-методического обеспечения данного курса практически не претерпело изменений.

Анализ работ по педагогике и методике преподавания химии позволяет выделить основные требования к содержанию общехимической подготовки:

- принцип целостности [2], определяемый единством цели образования;

- принцип гуманистической направленности, ориентированный на удовлетворение образовательных запросов личности [3];

- фундаментализации, предполагающей главным образом усиление естественнонаучной подготовки (которую, как полагают В.Евстигнеев, С.Торбунов целесообразно осуществлять на базе системообразующей дисциплины [4], каковой является общая химия в химико-технологическом вузе);

- принцип дифференциации содержания обучения, что особенно актуально в настоящий период в связи с переходом к профильному обучению в старшей школе;

- принцип профессиональной направленности, при реализации которого большое значение придается межпредметным связям химии с дисциплинами материаловедческого и специального циклов (И.Д.Зверев считает, что «межпредметные связи, отражая межнаучные области знаний, прежде всего обуславливают целостность всей структуры содержания образования» в циклах учебных предметов [5]);

- принцип научности - соответствие содержания образования современному уровню науки [6]; Е.Е.Минченков считает, что небольшое число понятий химии составляют инвариант курса; теоретический уровень курса, уровень его научности определяется "числом связей между элементами содержания"[7]);

- принципы системности и систематичности (Л.Я.Зорина[8], З.А.Решетова[9]: «систематичность знаний характеризует наличие в изложении и сознании ученика содержатель-

304

но-логических связей между отрезками учебного материала, их связанную последовательность», а «системность - такое качество знаний, которое характеризует наличие структурно-функциональных связей между разнородными элементами научной теории» [10].)

Традиционно обучение в химико-технологическом вузе рассматривается по технологическим и механическим специальностям, а с недавнего времени и по гуманитарным. Значительное сокращение аудиторного времени на изучение общей и неорганической химии в вузе требует интенсификации учебного процесса. Под интенсификацией учебного процесса понимается выделение ряда дидактических условий направленных на повышение качества и эффективности учебного процесса [11].

Интенсификация процесса обучения химии может быть реализована посредством укрупнения учебного материала на высоком теоретическом уровне, соответствующей системы организационных форм обучения, постоянного контроля (технология Н.П.Гузика [12]). В отношении содержания обучения химии на первый план выходят принципы модульности (основа - модульная технология П.А.Юцявичене [13,14]) и сжатия информации (основа - технология укрупнения дидактических единиц Эрдниева [15]), составления опорных конспектов на основе сжатия информации (основа - технология Шаталова [16,17]), проблема модульности и сжатия информации рассматривается также М.А.Чошановым [18].

Мы основываемся на представлениях о системном построении курса, предусматривающем последовательное развитие уровней организации вещества [19,20].

Общая химия рассматривается, состоящей из 10 модулей:

1. строение атома;

2. представление о химической связи;

3. термодинамика химических процессов;

4. химическое равновесие;

5. кинетика химических процессов;

6. межмолекулярное взаимодействие;

7. газообразное состояние;

8. процессы в водных растворах;

9. твердое состояние;

10. кислотно-основное взаимодействие.

Целостность обозначенных модулей определяется возможностью выделения систем понятий химии, характеризующих как каждый уровень организации вещества (атом, молекула, уровень макроорганизации), так представления о химических процессах. Первые шесть модулей являются достаточно традиционными с точки зрения содержания, и укрупнение дидактических единиц осуществляется преимущественно посредством использования рисунков, схем, графиков, структурных формул, системы задач.

Значительный интерес представляет разработанная нами технология изучения вещества на уровне его макроорганизации (модули 7-10). Укрупнение дидактических единиц осуществлялось посредством выделения понятий и теорий, позволяющих в значительной степени углубить фундаментальные представления о строении и поведении веществ. Дифференциация обучения предусматривается на уровне модулей 3,7,8,9 и связана с профессиональной направленностью химии, определяемой на основе межпредметных связей химии со специальными и материаловедческими дисциплинами; при изучении химии элементов: для механиков - химия элементов потенциальной основы конструкционных материалов, для технологов - химия элементов по группам периодической системы.

305

Вопрос о содержании химического образования гуманитарных специальностей технологического вуза возник с появлением в КГТУ факультета легкой промышленности и социально-экономического факультета. Химия для данных специальностей не является профильной дисциплиной, более того, для некоторых гуманитарных специальностей изучение химии не предусматривается Государственным образовательным стандартом.

Современное состояние проблемы таково, что фактически гуманитарии в вузе изучают либо дисциплину «Естествознание», либо курс химии в полном объеме. Проблемой также является низкий исходный уровень общехимической подготовки студентов. Данная ситуация усугубляется планируемыми переменами в школьном химическом образовании -переходом к профильной школе, в которой для гуманитариев предусматривается курс естествознания в настоящее время совершенно не разработанный.

Перспективы школьного химического образования подробно описаны в статье [21], рассматривающей три стандарта по химии: основное общее образование (8-9 классы), базовое среднее образование (10-11 классы), профильное среднее образование (10-11 классы). Разработка содержания курса химии для гуманитариев в вузе должна опираться на школьный курс естествознания, либо на стандарт базового среднего образования, содержащего пять содержательных блоков [21]: методы познания химии; теоретические основы химии; неорганическая химия; органическая химия; химия и жизнь.

Базовый уровень имеет в основе идею сохранения целостности дисциплины химия, определяемой предметом изучения и системой законов химии. Однако, как отмечается в Решении XVII Менделеевского съезда, всеобщую обеспокоенность вызывает то обстоятельство, что в проекте учебного базисного плана («Федеральный базисный учебный план и примерные учебные планы для образовательных учебных учреждений». М., 2003) «при большом числе различных направлений ... отсутствует общеобразовательный профиль, в котором преподавание всех учебных дисциплин осуществляется на уровне, гарантирующем успешную сдачу школьниками вступительных экзаменов в вузы». Мы полагаем, что основой подхода к определению содержания обучения химии гуманитариев в вузе является сохранение дисциплины химия.

К разработке вузовского курса химия для гуманитариев предъявляются и следующие требования:

1. профессиональная направленность обучения химии гуманитариев в технологическом вузе;

2. сохранение преемственных (внутрипредметных) связей химии.

Принимая во внимание то обстоятельство, что химия для гуманитариев не является профильным предметом и, учитывая существенные изменения в школьном химическом образовании и низкий базовый уровень подготовки гуманитариев по химии, мы пришли к заключению, что курс химии в технологическом вузе должен быть интегрированным. Мы основывались и на том положении, что интеграция рассматривается как наиболее приемлемый путь к формированию целостной развивающейся личности. Интегрированный курс может рассматриваться как способ определения места человека в современном мире, разрешения ряда глобальных проблем, стоящих перед цивилизацией и формирования комплексного подхода к разрешению проблем.

При разработке интегрированного курса необходимо разрешить ряд проблем, затрагивающих:

- отбор учебного материала курса (прежде всего химии);

- сохранение терминологии химии и логики развития химического знания;

- разработку дидактического обеспечения учебного процесса;

- выбор объектов, рассматриваемых в интегрированном курсе.

306

На наш взгляд, интегрированный курс должен соответствовать фундаментальному уровню естественнонаучной подготовки и иметь мировоззренческую направленность, отвечать требованиям актуальности, проблемности, систематичности, профессиональной направленности; в курсе важное место должно отводиться химическим методам познания, как отражающим наиболее общие методы познания, так и имеющим свою специфику.

В настоящее время существуют два основных подхода к проектированию интегрированных курсов:

1. интеграция наиболее общих положений науки, позволяющих описать значительное число фактов;

2. интеграция вокруг предмета исследования, привлечение теорий, позволяющих описать данный объект.

Необходимо отметить, что данные подходы используются при проектировании курса «Концепции современного естествознания» и достаточно полно описаны в работах [22,23]. Разработка и внедрение интегрированных курсов на базе непрофильного предмета является подходом к обучению в профильных классах [24]. В процессе проектирования интегрированных курсов наблюдаются две основные проблемы:

- определенная замкнутость дисциплины;

- выявление взаимной интегральной информации.

Общеизвестно, что большая часть теорий химии базируется на физических теориях и законах. Поэтому в курсе осуществляется интеграция значительного числа физических теорий, относящихся к наиболее общим законам естествознания и позволяющих описать значительное число фактов, а также интеграция идей при рассмотрении экологических проблем, возникающих в связи с антропогенной деятельностью человека.

Мировоззренческая функция курса отвечает основным положениям, выделенным в работе [25]:

1. наука рассматривается как одна из форм всеобщей предметно-практической деятельности, связанная с производством материальных благ;

2. изучаемая наука рассматривается в единстве исторического и логического аспектов, в целях представления логики ее развития;

3. научные данные не преподносятся как нечто готовое, а показывается процесс и способы их достижения.

Традиционно в курсе химии рассматриваются два основных объекта - вещество и химический процесс. Вещество рассматривается на микро- и макроуровнях. Структурирование содержания осуществляется в соответствии с уровнями организациями материи; ролью химии в жизни человека, природы, общества; дифференциацией обучения гуманитариев в технологическом университете. Курс имеет культурологическую направленность, в качестве системообразующего фактора выбран человек, рассматриваемый через призму антропогенной деятельности, что способствует повышению уровня химической грамотности и ответственному отношению человека к природе, который в настоящее время решает глобальную проблему - выхода из экологического кризиса и перехода к устойчивому развитию общества. Экологическая направленность рассмотрения технологических процессов в курсе определяется важностью данной проблемы, подробно раскрытой в [26] и других публикациях П.Д.Саркисова и Г.В.Лисичкина. В рассматриваемой работе речь идет и формировании элементарной химической грамотности обучаемых, основы которой должны быть заложены еще в школе.

Проектируемый курс химии для гуманитариев в технологическом вузе в частности направлен на разрешение глобальной проблемы - формирования совершенно нового ми-

307

ровоззрения, высоконравственного отношения к природе, ответственности за человеческую деятельность, за вмешательство в естественные процессы круговорота веществ в природе. Проблема формирования нового мировоззрения связывается с «нравственной революцией». Данный аспект был отмечен в выступлениях на 2-ой международной конференции «Образование и устойчивое развитие» (16-18 ноября 2004г.). В настоящее время образование призвано разрешить данную проблему. Химия (ее методы, средства и объекты исследования) позволяют раскрыть химическую сущность глобальных экологических проблем и могут внести значительный вклад в разрешение данной проблемы.

Литература

1. Устынюк Ю.А. Химия и химическое образование на рубеже веков: смена целей, методов и поколений специалистов// Российский химический журнал. 2001. № 2. T.XLV. С.83-91.

2. Леднев В.С. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. М.: Высшая школа, 1991. 224с.

3. Чернилевский Д.В. Дидактические технологии в высшей школе. М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2002. 437с.

4. Евстигнеев В., Торбунов С. Интеграция фундаментального и специального знаний в подготовке инженерных кадров// Alma Mater. 2003. № 11. С. 14-16.

5. Зверев И.Д. Основные направления совершенствования содержания учебных предметов// Советская педагогика. 1979. № 4. С. 67-72.

6. Скаткин М.Н. Принципы обучения// В сб. Дидактика средней школы. М.: Просвещение, 1982. С.58-89.

7. МинченковЕ.Е. К построению учебных программ// Советская педагогика. 1986. № 6. С.41-43.

8. Зорина ЛЯ. Дидактические основы формирования системности знаний старшеклассников. М. : Педагогика, 1978. 128с.

9. Решетова З.А., Тарлева С.Т. Характеристика знаний учащихся, формируемых при изучении объекта как системы// В сб. Психолого-педагогические проблемы профессионального обучения. М.: МГУ, 1979. С.53-100.

10. Зорина Л.Я. Дидактические принципы. Принцип систематичности и системности// Химия: методика преподавания в школе. 2001. № 4. С. 17-24.

11. Вербицкий А.А., Федорова А.А. Повышение педагогического мастерства в контекстном обучении. М.: НИИВШ, 1987. 44с.

12. Гузик Н.П. Учить учиться: из опыта работы учителя химии Ананьевской ср. школы № 2 Одесской области. М.: Педагогика, 1981. 88с.

13. Юцявичене П.А. Принципы модульного обучения// Советская педагогика. 1990. № 1. С. 55-60.

14. Юцявичене П.А.Создание модульных программ// Советская педагогика. 1990. № 2. С.55-59.

15. Эрдниев П.М., Эрдниев Б.П. Укрупнение дидактических единиц в изучении математики. М. : Просвещение, 1986. 255с.

16. Шаталов В.Ф. Куда и как исчезли тройки. М.: Педагогика, 1979. 136 с.

17. Шаталов В.Ф. Эксперимент продолжается. М.: Педагогика, 1989. 336 с.

18. ЧошановМ.А. Дидактическое конструирование гибкой технологии обучения// Педагогика. 1997. № 2. С. 21-29.

19. Научные основы преподавания химии в высшей школе//Под ред. ЕМ.Соколовской, Н.Ф.Талызиной. М.: МГУ, 1978. 172с.

20. Сергеева ТА. Решетова ЗА Системное построение курса общей химии//Вестник высшей школы. 1978. № 11. С.33-37.

21. Еремин В.В., Кузьменко Н.Е, Лунин В.В., Рыжова О.Н. Школьное химическое образование в России: стандарты, учебники, олимпиады, экзамены// Российский химический журнал. 2003. Т. XLVII. № 2. С.93-99.

22. Витол Э. Концепции современного естествознания в вузе//Высшее образование в России. 1999. № 4. С.30-32.

23. Матюхин С., Фроленков К..Концепции современного естествознания (методика учебного курса)// Высшее образование в России. 2000. № 5. С.55-59.

24. Курамшин И.Я., Куренева Т.В., Устинова М.С. и др. О технологиях обучения естественнонаучным предметам в средней школе. Казань: Школа, 2002. 158 с.

25. Кузнецов В.И. О принципах формирования мировоззрения при изучении естественных и технических наук// В сб. Философские и социальные проблемы современной химии и химической технологии. Труды Московского химико-технологического института им. Д.И.Менделеева. М: МХТИ, 1989. С. 121-130.

26. Саркисов П.Д., Лисичкин Г.В. Современное общество, экологический кризис и химическое образование// Российский химический журнал. 1990. Т. XXXV. № 3. С.280-288.

© А. И. Хамитова - канд. хим. наук, доц. каф. неорганической химии КГТУ; В. Г. Иванов - д-р пед. наук, проф., зав. каф. педагогики и методики высшего профессионального образования КГТУ.

308