Проектное обучение в химической подготовке студентов младших курсов технологического университета

Казанский педагогический журнал

/'2006

ПРОЕКТНОЕ ОБУЧЕНИЕ В ХИМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ СТУДЕНТОВ МЛАДШИХ КУРСОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

УНИВЕРСИТЕТА

О.Н. Пучкина, старший преподаватель кафедры химии, Д.Д. Исхакова, кандидат педагогических наук, доцент кафедры1 технологии синтетического каучука, М.В. Черкина, кандидат химических наук, доцент кафедры1 химии, Казанский государственным технологический университет

В настоящее время наиболее актуальной является проблема развития способностей и личных качеств будущего специалиста, закладываемые в образовании. В связи с этим образование должно предугадывать основные потребности общества и, основываясь на них, адекватно отражать их в содержании образования, тем самым влияя на развитие как общества, так и личности в целом.

Поскольку социальные, экономические, научно-технические условия требуют развития эффективных средств самостоятельной учебной деятельности, доступных человеку, то одним из оптимальных способов повышения качества образования, на наш взгляд, является внедрение проектного метода обучения. Проектное обучение представляет собой модель, отличающееся от традиционных занятий, ориентированных на преподавателя, в пользу междисциплинарного обучения, ориентированное на студента и интегрированное с проблемами и опытом реальной жизни.

Использование данного метода имеет целый ряд преимуществ: у учащихся развиваются способности к обучению, разносторонние навыки, осуществляется комплексный подход к разрешению образовательных проблем и задач, проявляется подлинная связь с их будущей профессио-

нальной деятельностью. С методологической точки зрения проектное обучение представляет интеграцию междисциплинарных знаний и создание единого многопрофильного подхода к планированию, организации, диагностике проблемных ситуаций, а с точки зрения практических приложений -доведение результатов теоретических исследований до их применения в реальных условиях.

Метод проектов возник во второй половине XIX века, общий принцип заключался в установлении непосредственной связи учебного материала с жизненным опытом учащихся, в их активной познавательно-творческой совместной деятельности в практических заданиях (проектах) решении одной проблемы. Метод проектов успешно развивался благодаря американскому педагогу Дж. Дьюи, а также его учеников-последователей В.Х. Килпатрика, Э.У. Коллингса.

В современной педагогике проектное обучение всегда ориентировано на самостоятельную активную познавательную практическую деятельность при решении личностно значимой проблемы, в процессе которой происходит открытие основных закономерностей научной теории и их глубокое усвоение. В образовательных системах обучения многих стран мира проектное обучение находит

66

I I I I I I I 4 I  я~гп

Высшее образование

широкое применение. Его высокая эффективность подтверждается педагогами Великобритании, США, Бельгии, Бразилии, Финляндии, Германии, Италии, где идеи Дж. Дьюи нашли широкое распространение и приобрели большую популярность в силу рационального сочетания теоретических знаний и их практического применения для решения конкретных проблем окружающей действительности в совместной деятельности учащихся.

Реализация проекта в социальнопрофессиональной сфере, системная организация таких видов деятельности, как постановка профессиональных проблем и умение переводить их в конкретные задачи, анализ и оценка проекта - вот те характеристики, отвечающие современным требованиям и целям подготовки специалистов в любом вузе. Однако проведенный нами анализ по теме исследования позволил сделать вывод о том, что в области химической подготовки студентов вузов проектный метод рассмотрен недостаточно полно.

Казанский государственный технологический университет, Нижнекамский химико-технологический институт осуществляют подготовку специалистов различных профилей (15 направлений - технологи, механики, менеджеры и т. д.). Фундаментальная подготовка в вузах технологического профиля осуществляется при изучении блоков «Общие математические и естественно-научные дисциплины» и «Общепрофессиональные дисциплины». Однако дисциплины «Общая химическая технология» и «Процессы и аппараты хими-

ческой технологии» отсутствуют в учебных планах многих направлений, объем математики (7-9%) и физики (4-6%) практически неизменен для всех направлений, в то время как количество часов, отводимых на изучение химических дисциплин, зависит от направления и колеблется в широком диапазоне (0,8-16,5%).

Традиционно цикл общехимических дисциплин включает в себя общую и неорганическую, органическую, аналитическую, физическую химии, поверхностные явления и дисперсные системы, служащие содержательной основой для изучения целого ряда общетехнических и специальных химических дисциплин. Общехимические дисциплины входят в программу подготовки специалистов различных направлений в разном объеме. В 100%-ном объеме преподается общая химия, то есть она входит в учебные планы всех 15 направлений. Это дает возможность студентам получить современное научное представление о материи и формах ее движения, о веществе, как об одном из видов движущейся материи, о механизме превращения химических соединений, о роли химии в научно-техническом прогрессе.

Поскольку в процессе обучения у студентов необходимо развивать и закреплять теоретические знания и профессиональные навыки при решении практических задач, начиная уже с первого курса, необходимо закладывать основы проектирования. Одновременно происходит как проверка теоретических знаний, сопровождающаяся их повторением, углублением, так и формирование умений

Казанский педагогический журнал

/'2006

применять их для решения задач, развития и закрепления у студентов инженерных навыков принятия решений и их практической реализации. Причем при самостоятельном выполнении студентами проектов различной сложности происходит усвоение современных методов, организационных форм и средств инженерного проектирования и формирование системно-целостного видения сущности проектных процедур.

Для преодоления противоречия между традиционным содержанием и новой структурой химической подготовки с учетом требований, предъявляемых к выпускнику технологического университета, разработка проектного метода обучения при изучении курса «Общая и неорганическая химия» была начата нами с составления программы подготовки специалистов с учетом их будущей профессиональной деятельности. Тенденция, определяющая направленность проектирования на разрабатываемый объект, с учетом происходящих технических, экономических и социальных изменений в сфере производства, требует совершенствования методов, средств и организационных форм проектной деятельности.

Основными этапами работы над проектными заданиями являются:

- постановка цели: выбор темы проектного задания с учетом его практической значимости, выявление проблемы, формулировка задач;

- оценка интеллектуальных возможностей, необходимых студенту для выполнения задания;

- разработка идеи организации и выполнения задания;

- актуализация знаний при консультативной помощи преподавателя;

- обобщение результатов и выводы;

- оценивание данной работы преподавателем, анализ успехов и ошибок;

- представление результатов в виде методических разработок, отчетов, рефератов, выступлений на конференциях, публикаций.

При применении метода проектов в контексте химической подготовки студентов младших курсов было предложено различное его использование:

- практико-ориентированные проекты - методические указания для самостоятельной работы студентов, созданные студентами под руководством преподавателя (самостоятельное изучение студентами компьютерных программ позволяет разработать проект в электронном виде);

- проекты-задания профессионально-ориентированного характера, содержащие следующие элементы: теоретическую часть, описание изучаемого технологического процесса, задания для самостоятельной работы по темам, изучаемым в курсе «Общая и неорганическая химия»;

- проекты-рефераты, непосредственно связанные с изучаемым курсом и характером будущей специальности студента, и представленные на научно-практической конференции кафедры в качестве доклада.

Проектные задания, связанные с изданием методических указаний, структурируются таким образом, что все участники проекта оказываются взаимосвязанными и взаимозависи-

66

І І І І І І І 4 І  тп

Высшее образование

мыми. Участники проекта объединены в творческую группу. Каждый член группы выполняет определенное задание с учетом собственных интересов, интеллектуальных возможностей. После этого происходит обмен информацией. Участники проекта об-

суждают, анализируют собранный материал, осуществляют компьютерную верстку, создавая продукт совместной деятельности в виде методического указания. Пример проектного задания представлен в виде технокарты по заданной теме.

Технокарта деятельности студентов при работе над проектом

Тема проекта Вопросы1 общей и физической химии в производстве стирола

Практическое решение проблемы Создание практико-ориентированного проекта

Вид продукта Методические указания для самостоятельных работ

Форма презентации Публикация

Класс проекта Межпредметный, среднесрочным

мероприятия результат срок ответственные

Сбор материала Разработка заданий Компьютерная верстка Материал по теме проекта Формирование профессионально-ориентированных заданий по темам Создание текстовых и графических материалов в электронном виде 2 месяца 1.5 месяца 1.5 месяца Рябова А., Осипов Р., Мухамбетов И. Рябова А. Осипов Р., Мухамбетов И.

Созданные методические указания по разделам курса («От неорганической химии к профессиональной деятельности», «Химические процессы в водных растворах», «Вопросы неорганической и физической химии в производстве стирола», «Энергетика химических процессов», «Свойства элементов триады железа») содержат задания с избытком и недостатком информации, реальными производственными проблемами. При изуче-

нии химических производств возникает наиболее цельное представление о химии как о научной дисциплине. Разрозненные знания и закономерности различных разделов химии (органической, неорганической, физической и т. п.) при изучении химических производств естественным образом переплетаются, иллюстрируя единство мира, создавая основу для закрепления теоретических знаний, для их систематизации. Система про-

Казанский педагогический журнал

/'2006

фессионально-подобных ситуаций позволяет создать возможность для интеграции знаний ряда научных дисциплин, что придает целостность, системную организованность и личностный смысл усваиваемому материалу, обеспечивая возможность формирования важных профессионально-ориентированных умений учащихся (гностических, проектировочных, коммуникативных, организаторских):

- гностические умения формируются на начальном этапе работы над заданием и связаны с переработкой информации, выделением логической структуры и систематизацией выбранного материала;

- проектировочные умения формируются на этапе прогнозирования, моделирования, проектирования, алгоритмизации и реализации заданий;

- формирование коммуникативных умений происходит в процессе общения студентов с преподавателем, членами проектной группы;

- организаторские умения формируются на всех этапах проектного обучения и связаны с умениями рационально организовывать индивидуальную деятельность, осуществлять самоконтроль как процесса, так и результата деятельности, корректировать свои собственные действия.

Очень важно как можно больше внимания уделить самостоятельным видам деятельности учащихся, которые помогут им раскрыть свою индивидуальность. Для этого нами были организованы дополнительные формы самостоятельной работы (написание докладов, рефератов, создание мини-проектов по отдельным вопросам изучаемого предмета). Опыт ра-

70

боты со студентами первого курса убедил, что поиск междисциплинарных связей для решения химических проблем находит отражение при активном участии студентов в разработке и подборе заданий для самостоятельных работ, тем самым обеспечивая возможность органического развития как познавательных, так и профессиональных мотивов.

Также принцип проектного метода обучения внедряется нами при проведении студенческой конференции. Студенты готовят доклады по применению катализаторов в нефтехимическом синтезе, на деле знакомясь со свойствами неорганических соединений. Такая индивидуальная деятельность позволяет студентам более осознанно изучать учебный материал, прогнозировать химические свойства веществ, изучать объект в развитии, во взаимосвязи с другими объектами, т. е. системно, что способствует переводу теоретических знаний в способ деятельности.

Поскольку целью проектного обучения является развитие способностей студентов к выполнению профессиональных функций, то на этапе нашего исследования разрабатываются и апробируются следующие основные принципы методики обучения химии в вузе:

- принцип системности, выравни-вающе-развивающая методика базируется на целостной системе учебного процесса (лекции, лабораторные работы, самостоятельная работа, контроль);

- принцип модульного построения содержания обучения, весь учебный материал разбивается на модули, каж-

I I I I I I I 4 I  я~гп

Высшее образование

дый из которых посвящен изучению определенной темы, однако он может включать в себя отдельные элементы предыдущих модулей;

- принцип профессиональной направленности ориентирует химическую подготовку специалиста на его предстоящую профессиональную деятельность, позволяет построить модули по принципу приоритетности, с учетом профиля и характера специальностей;

- принцип фундаментальности является ключевым принципом проектирования содержания общехимической подготовки, в каждом модуле выделяются темы, изучаемые всеми направлениями подготовки химиков-технологов, которые можно отнести к категории инвариантного знания;

- принцип целостности содержания - при выделении основных, базисных тем и понятий, пронизывающих все общехимические дисциплины, преподаваемые в технологическом вузе:

- принцип высокой мотивации и индивидуализации обучения - при построении системы профессионально-ориентированных задач.

Для того чтобы углубить знания обучающихся по конкретной проблеме, дифференцировать процесс обучения, им выдаются темы проектных заданий по определенному вопросу программы курса «Общая и неорганическая химия», а для обеспечения естественной интеграции знаний -темы профессионально-ориентированного характера.

Содержание проектных заданий учащихся усложняются по мере освоения предыдущих, более простых

заданий. В работу вовлекаются новые знания, информация, приобретенный опыт. Такое обучение помогает учащимся осознать роль знаний и умений в жизни и обучении. Знания перестают быть целью, а становятся средством в подлинном образовании, помогая овладевать химическими образцами мышления, формировать свои мыслительные стратегии. Проектное обучение предполагает вовлечение каждого студента в активный познавательный процесс, творчески развивая и формируя навыки исследовательской и поисковой работы.

Особенностью системы выполнения заданий-проектов является совместная творческая работа студентов и преподавателя. Реализация проектного метода обучения меняет роль преподавателя из носителя готовых знаний на организатора самостоятельной познавательной деятельности обучающихся. В целом в работе над проектом преподаватель:

- помогает учащимся в поиске нужных источников информации;

- сам является источником информации;

- координирует весь процесс;

- поддерживает непрерывную обратную связь в работе над заданием.

Использование проектного подхода в обучении позволило нам связать воедино все структурные и функциональные элементы учебного процесса, целенаправленно и методически обоснованно планировать и организовывать дидактический процесс.

Для подтверждения правильности выбранного пути, реализации проектного подхода к организации процесса обучения, с целью формирования

Казанский педагогический журнал

/'2006

необходимых знаний и умений нами был проведен эксперимент. В ходе него были использованы различные инструментарии диагностики и контроля - тестирование и самооценка результатов. Так, например, результат сформированности знаний был оценен при проведении опроса студентов двух групп 1-го курса в различные годы. В экспериментальной группе подготовка осуществлялась по предложенной программе, в контрольной -по традиционной системе обучения. Экспериментальная группа объективно продемонстрировала лучшие результаты по сравнению с контрольной в части усвоения учебного материала в области «Общей и неорганической химии» и умения применять эти знания при изучении блока общехимических дисциплин. Средний балл в экспериментальной группе оказался на 9-12 баллов выше, чем в контрольной (при 60-балльной системе оценок).

Анализ полученных нами экспериментальных данных (сформирован-ность знаний при изучении дисциплины «Общая и неорганическая химия» и уровень их сохранности, результаты тестирования) позволяет заключить, что использование проектного подхода при обучении:

• обеспечивает более высокий уровень обученности студентов;

• создает условия для превращения обучающегося в активного субъекта собственного учения.

Таким образом, метод проектов предполагает решение проблемы, предусматривающей, с одной стороны, использование разнообразных методов, с другой - интегрирование знаний, умений из различных областей науки, техники, технологии, и обеспечивает повышение качества уровня преподавания.

Литература:

1. Зайцев О. С. Системно-структурный подход к построению лекционного курса по общей химии.- В кн.:Сборник научнометодических статей по химии Вып. 9.-М.: Высш.шк.- 1982.- С. 14-23.

2. Джонс Дж.К. Методы проектирования / Дж.К. Джонс:Пер. с англ.- 2-е изд. доп.- М.: Мир, 1986.- 326 с.

3. Зеер Э. Ф. Психология профессионального образования.- Екатеринбург, 2000.

4. Палат Т.С., Бухаркина М.Ю. и др. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования : Учеб. пособие.- М.: Центр Академия, 1999.

5.Ильин Г. Проективное образование и становление личности:Высшее образование в России.- № 4.- 2001.- С. 85-92.

6. Пахомова Н.Ю. Метод учебного проекта в образовательном учреждении.-М., 2003.- 112 с.

7. Гурье ЛИ. Проектирование педагогических систем : Учеб. пособие.- Казань: КГТУ, 2004.- 212 с.

8. Пучкина О.Н., Черкина М.В. и др. Вопросы общей и физической химии в производстве стирола : Практикум.- Казань: КГТУ, 2005.- 36 с.