Результаты внедрения учебного пособия по химии с экологическим компонентом при подготовке к ФЭПО в педагогическом вузе

6. Кузьмина, Н.В. Методы системного педагогического исследования [Текст] / Н.В. Кузьмина. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1980.

7. Матвеева, Т. Инновационная образовательная технология формирования базовых компетенций

студентов [Текст] / Т. Матвеева // Высш. образование в России. - 2007. - № 7.

8. Якунин, В.А. Современные методы обучения в высшей школе [Текст] / В.А. Якунин. — Л., 1991.

УДК 54:574

С.М. Файрушина, С.И. Гильманшина

РЕЗУЛЬТАТЫ ВНЕДРЕНИЯ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ ПО ХИМИИ С ЭКОЛОГИЧЕСКИМ КОМПОНЕНТОМ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ФЭПО

В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ

Перед российской высшей школой стоит важная задача — готовить грамотных и высококвалифицированных специалистов. В настоящее время она может быть выполнена в процессе творческого подхода к обучению. Цель каждого высшего педагогического учебного заведения на данный момент — дать качественное образование и тем самым стать конкурентоспособным учебным заведением, выпускающим высокопрофессиональных и востребованных образовательными учреждениями учителей [1, с. 54]. Для оказания помощи вузам при создании систем управления качеством подготовки специалистов на основе независимой внешней оценки было создано Национальное аккредитационное агентство в сфере образования. Одна из его задач — провести эксперимент по введению федерального экзамена в сфере высшего профессионального образования (ФЭПО). Содержанием эксперимента является проведение компьютерного интернет-тестирования в части внешней оценки уровня подготовки студентов на соответствие требованиям государственных образовательных стандартов [2].

В Набережночелнинском государственном педагогическом институте (НГПИ), как и во многих других вузах России, уже несколько лет проводятся тренировочные ФЭПО. Сегодня в институте имеется достаточное количество литературы по химии, но универсального учебного пособия по решению задач перед началом эксперимента просто не оказалось, в

связи с чем возникли трудности. Перед кафедрами географии, математики, информатики и методик их преподавания, где проводится тестирование, встала задача разработать методику подготовки к ФЭПО по химии с экологическим аспектом. Цель методики: 1) помочь студентам подготовиться и успешно сдать ФЭПО; 2) формировать через эколого-химические задачи бережное отношение к окружающей среде.

Работа по улучшению качества знаний студентов по химии в ходе эксперимента ФЭПО велась несколько лет: оказывалось повышенное внимание совершенствованию уровня подготовки студентов по химии, организации проведения эксперимента, учитывались недочеты обучения химии, накапливался определенный опыт. В результате в 2009/10 учебном году появилось учебное пособие «Типовые задания для самостоятельной работы по химии (с элементами экологии)». Предложенный материал — это попытка современного и систематического изложения основ химии, которые необходимо знать будущим учителям — предметникам естественно-научного цикла. Содержание пособия основано на тщательном анализе программы обучения химии в государственном образовательном стандарте высшего профессионального образования для специальностей: 050103 — «География» (специализация «Краеведение и туризм»), 050201.65 — «Математика» (специализация «Математика с элементами

информатики»), 050202.65 — «Информатика» (специализация «Информатика с элементами математики»).

Цель создания данного учебного пособия — помочь студентам педагогических вузов упорядочить свои знания и представления о предмете, понять, что химия — это стройная наука, постоянно обогащающаяся. Учебная дисциплина «Химия» включает набор определенных задач к содержанию дифференцированного курса химии, которые обеспечивали бы:

♦ усвоение новых понятий и способов действий, системы знаний (содержательная сторона образования);

♦ развитие интеллекта, качеств бережного отношения к окружающей среде у будущего учителя (мышления, познавательных, общеучебных умений);

♦ формирование воли, самостоятельности (операционная сторона учебной деятельности);

♦ воспитание у студентов определенных свойств личности и черт характера (воспитательные возможности обучения) [3, с. 3—4].

Кроме обязательных разделов по ФГОС (общая и неорганическая химия, физическая и коллоидная химия, высокомолекулярные соединения (ВМС), аналитическая химия) учебное пособие содержит и раздел экологической химии.

В пособии даны задачи разной сложности. С целью развития навыков самостоятельной ра-

боты во всех разделах приведены теоретическое обоснование изучаемого раздела, контрольные задания, представлены их типовые решения. Полезную информацию можно найти и в «Приложении», куда включены табличные данные для решения задач, справочные материалы по веществам, вызывающим отравления, а также противоядия, нейтрализующие последствия отравлений, которые возникают при использовании тех или иных химических веществ, что может быть полезным в дальнейшей профессиональной деятельности учителя.

Особенность данного пособия заключается в том, что им могут воспользоваться студенты как заочного, дистанционного отделения, так и работающие студенты дневного отделения. Прослушав лекции, самостоятельно просмотрев теоретический материал по теме изучения (они в учебном пособии тоже есть), можно выполнить предлагаемые задания. Каждый раздел содержит определенное количество тем для усвоения программы дисциплины «Химия», студенты могут заниматься и готовиться к занятиям, лабораторным работам, экзаменам совершенно независимо от занятий, определив совместно с преподавателем номер варианта, в котором содержится 24 задачи согласно разделам Государственного образовательного стандарта по химии (см. табл.1).

Таблица 1

Типовые задания по химии согласно Государственному образовательному стандарту для педагогических специальностей

Номер п/п Наименование раздела Номер задания Тема задания

1 Высокомолекулярные 1 Органические и неорганические полимеры

соединения (ВМС) 2 Методы получения полимеров

3 Строение и свойства полимеров

4 Биополимеры

2 Физическая и коллоидная химия 5 6 7 8 9 10 Основы химической термодинамики Химическая кинетика и катализ Химическое равновесие Общие свойства растворов Электрохимические процессы Гальванический элемент. Коррозия металлов

Окончание табл. 1

Номер п/п Наименование раздела Номер задания Тема задания

3 Общая и неорганическая химия 11 12 13 14 15 16 Строение атома и периодическая система химических элементов Химическая связь и строение вещества Классы неорганических соединений Способы выражения состава растворов Равновесия в растворах электролитов Окислительно-восстановительные реакции

4 Аналитическая химия 17 18 19 20 Основы аналитической химии Качественный химический анализ Количественный химический анализ Физико-химические и физические методы анализа

5 Экологическая химия 21 22 23 24 Химические реакции, протекающие в окружающей среде Энергетическая ценность пищевых продуктов Химические реакции, протекающие в растительных организмах Химические реакции, протекающие в животных организмах

Из табл. 1 видно, что курс разбит на разделы, темы которых тесно связаны с экологическими проблемами:

♦ высокомолекулярные соединения рассматривают органические и неорганические полимеры, строение, свойства и методы их получения, а также биополимеры. Изучение этого раздела позволяет сформировать у студентов умения составлять структурные формулы органических веществ изучаемых классов, распознавать изомеры по структурным формулам, писать уравнения химических реакций, подтверждающих свойства органических веществ, их генетическую связь, важнейшие способы получения и оценивать влияние ВМС на окружающую среду, организм человека и другие живые организмы;

♦ физическая и коллоидная химия анализирует основы химической термодинамики, химическую кинетику, электрохимические процессы, протекающие в растворах, расплавах, а также в природной среде, что значительно повышает кругозор студентов, позволяет объяснять физические и химические явления, происходящих в природе, быту и на производстве;

♦ общая и неорганическая химия — раздел формирования современных представлений о

строении вещества, характере химической связи, способах выражения состава растворов, природе химических реакций, протекающих в растворах электролитов, используемых в производстве химических веществ, и в окружающей природной среде;

♦ аналитическая химия позволяет максимально приблизить знания студентов к реальной структуре изучаемых веществ, развивает аналитическое мышление при проведении качественных и количественных анализов, формирует познавательные интересы и интеллектуальные способности в процессе проведения химического эксперимента, разъясняет на примерах причинно-следственную зависимость между составом, строением, свойствами и практическим использованием химических веществ;

♦ экологическая химия позволяет научить будущих учителей правильно оценивать экологическую обстановку, формировать активную жизненную позицию по вопросам защиты окружающей среды, вырабатывает способность применять знание процессов и явлений, происходящих в живой и неживой природе, понимать возможности современных научных

методов познания природы и владеть ими на уровне, необходимом для решения экологических задач.

В разделе «Экологическая химия» приводятся задачи на применение полученных химических знаний и умений для грамотного использования веществ и материалов, применяемых в быту, сельском хозяйстве и на производстве, решения практических задач повседневной жизни, предупреждения явлений, наносящих вред здоровью человека и окружающей среде. Решение предложенных эколого ориентированных задач позволяет развивать познавательные интересы и интеллектуальные способности будущих учителей. В процессе занятий по учебному пособию «Типовые задания для самостоятельной работы по химии (с элементами экологии)» формируются навыки самостоятельного приобретения новых знаний по химии в соответствии с возникающими жизненными потребностями, воспитывается убежденность в познаваемости химической составляющей картины мира, изменяется отношение к химии как к элементу общечеловеческой культуры [4, с. 354].

По мнению В.А. Ситарова и В.В. Пусто-войтова, «теоретические основы экологизации химического образования, позволяющие определить содержание системы знаний о химических аспектах экологии в ряде учебных предметов средней и высшей школы, должны переориентировать содержание химического эксперимента и химических задач на экологическую проблематику..» [5]. И химия здесь выбрана не случайно.

В разделе «Экологическая химия» нами рассматриваются задачи, связанные с проблемами:

1. Здоровье человека. Реакции, протекающие в живых организмах.

2. Энергетическая ценность пищевых продуктов.

3. Химические реакции, протекающие в растительных организмах и водной среде.

4. Химические реакции, протекающие в животных организмах. Меры борьбы с химическими загрязнениями в атмосфере.

Все четыре типа задач тесно связаны с профессиональной деятельностью педагога, т. е. будущий учитель сможет объяснить ученикам, к каким последствиям приводит то или иное действие человека, связанное с хи-

мическими веществами, по отношению к его здоровью и к окружающей среде в целом. Данный раздел не входит в обязательный минимум контроля знаний, но, как показывает опыт, он не менее актуален для студентов педагогического вуза. Наиболее интересными являются задачи, касающиеся здоровья человека (соответственно специальностям учителя географии, информатики, математики — 52, 41 и 53 %) практически во всех специальностях, которые волнуют студентов, и вопросы загрязнения водных, растительных ресурсов и загрязнения атмосферы (см. рис. 1).

География I Здоровье человека

Информатика

Математика

Загрязнение водных и растительных ресурсов

| Энергетическая ценность Д Загрязнение атмосферы продуктов и химические реакции

в животных организмах

Рис. 1. Темы эколого-химических задач, вызывающие интерес у будущих географов, информатиков и математиков при изучении химии

Каковы же итоги внедрения в учебный процесс учебного пособия «Типовые задания для самостоятельной работы по химии (с элементами экологии)» в НГПИ? Результаты ФЭПО — тестирования в разные годы приведены на рис. 2. ФЭПО позволяет относительно объективно оценить степень соответствия содержания и уровня подготовки студентов педагогических вузов требованиям государственных образовательных стандартов по химии.

География Информатика Математика

Ц 2007, декабрь Ц 2008, декабрь ^ 2009, декабрь Д 2010, декабрь

Ц 2008, май 2009, май Ц 2010, май 2011, май

Рис. 2. Результаты ФЭПО в НГПИ в 2007-2011 годах

Из рис. 2, видно что показатели за последние четыре года превышают 65 %, т. е. с декабря 2009-го, когда учебное пособие было полностью внедрено в учебный процесс.

Результат внедрения разработанного пособия положителен несмотря на то, что на разных специальностях количество часов по химии значительно различается. Судя по данным табл. 2, их количество с 2007 по 2011 год уменьшилось вдвое, и говорить о дополнительной подготовке не имеет смысла.

Таблица 2

Количество часов, отведенных на химию в учебный год, по специальностям

Специальность 2007/08 2008/09 2009/10 2010/11

География 050103 224 100 94 95

Математика 050201.65 77 70 42 46

Информатика 050202.65 77 70 46 46

В итоге на лабораторных и лекционных занятиях просто нет возможности готовиться к ФЭПО по химии. Выход один: студент готовится согласно составленному алгоритму учебного

пособия «Типовые задания для самостоятельной работы по химии (с элементами экологии)».

Данное учебное пособие было внедрено и в других высших педагогических учебных заведениях Республики Татарстан, готовящих учителей географии, биологии, химии, информатики и математики, — Елабужском государственном педагогическом университете и Татарском государственном гуманитарно-педагогическом университете в Казани. Успеваемость в этих вузах находилась не в таком плачевном состоянии, как когда-то в НГПИ (см. рис. 3).

12007, декабрь 2008, декабрь ^^ 2009, декабрь ^^ 2010, декабрь

2008, май I ¡2009. май Ц20№ май Ц 2011, май

Рис.3. Результаты ФЭПО по химии в Татарском государственном гуманитарно-педагогическом университете и Елабужском государственном педагогическом университете за 2007—2011 годы

Судя по рис. 3, в Татарском государственном гуманитарно-педагогическом университете (ТГГПУ) Казани была проделана большая и кропотливая работа по подготовке студентов 3, 4 и 5-го курсов к ФЭПО соответственно в декабре и мае 2006/07 и 2007/08 учебных годов. Следует отметить, что материал раздела по физической и коллоидной химии студенты проходят на 2-м курсе, а ФЭПО проводится через год или два (на 3-м или 4-м курсе), т. е. здесь проверяются остаточные знания. Причем в содержание ФЭПО—тестирования включены задачи, которые решаются в несколько этапов. В целом ФЭПО по разделу физической и коллоидной химии студенты всех курсов сдают успешно. С 3-го по 5-й курс наблюдается положительная динамика: от 73 до 95—100 % по отдельным студентам. По всему ин-

тегрированному курсу «Химия» положительная динамика ФЭПО составила от 27 до 82 % усвоения материала.

В 2006/07, 2007/08, 2008/09 учебных годах дважды в год проводились консультирование и подготовка студентов, обучающихся по образовательной программе «Биология с дополнительной специальностью химия», к условиям ФЭПО по химии (ФЭПО-4, ФЭПО-5, ФЭПО-6, ФЭПО-7). В 2009/10 учебном году и в мае 2010/11 учебного года студенты этой специальности ФЭПО по химии не сдавали.

В Елабужском государственном педагогическом университете (ЕГПУ) тоже приложено немало усилий по повышению качества знаний по химии: с декабря 2008 года растет количество

правильных ответов — с 62 до 83—89 % в 2010/11 учебном году.

Как видим, внедрение учебного пособия для формирования умений и навыков решения задач по химии дало положительный результат во всех трех педагогических вузах, о чем говорят хорошие результаты ФЭПО по химии, проявление интереса будущих учителей к здоровью, экологическим проблемам окружающей среды.

Учебное пособие «Типовые задания для самостоятельных работ по химии (с элементами экологии)» было высоко оценено на Всероссийском конкурсе Фонда развития отечественного образования на лучшую научную книгу 2009 года, проходившем в городе Сочи в 2010 году, — оно стало лауреатом конкурса и награждено дипломом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузнецова, Н.Е. Функции современного химического образования [Текст] / Н.Е. Кузнецова // Актуальные проблемы модернизации хим. и естественно-науч. образования: материалы 49-й Всерос. науч.-практ. конф. Апрель 2002 года, Санкт-Петербург. — СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2002. - С. 54-56.

2. Экзамен в сфере профессионального образования [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http:// www. fepo.ru/index.php?menu=about_idea.

3. Файрушина, С.М. Типовые задания для самостоятельной работы по химии (с элементами эколо-

гии) [Текст]: учеб. пособие для студентов пед. вузов/ С.М. Файрушина. — Набережные Челны: Изд-во НГПИ, 2009. - 127 с.

4. Зайцев, О.С. Методика обучения химии: теоретический и прикладной аспекты [Текст]: учебник для вузов / О.С. Зайцев. - М.: ВЛАДОС, 1999 -384 с.

5. Ситаров, В.А. Проблема формирования экологической культуры [Электронный ресурс] / В.А. Ситаров, В.В. Пустовойтова.- Режим доступа: http://wwwi-u.ru/biblio/archive/sozialnaja_ еко^ца/08.а8рх.