О реализации методического подхода к формированию химических компетенций учащихся при изучении химии в школе

#

О РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДИЧЕСКОГО ПОДХОДА К ФОРМИРОВАНИЮ ХИМИЧЕСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИИ В ШКОЛЕ

ABOUT THE REALIZATION OF METHODICAL APPROACH FOR THE FORMATION OF PUPILS CHEMICAL COMPETENCES AT STUDING OF SCHOOL COURSE OF CHEMISTRY

П. С. Белов

Одним из приоритетных направлений развития химического образования является реализация идей компетентностного подхода. Статья посвящена личностно ориентированной технологии формирования компетенций учащихся и условиям ее функционирования на практических занятиях по химии.

P. S. Belov

One of priority directions of chemical education development is implementing the ideas of competence approach. The article deals with individually oriented techniques for developing students' chemical competencies and the conditions of their functioning in practical chemistry lessons.

Ключевые слова: компетентностный подход, химические компетенции, практические занятия по химии, технология ролевого цикла, экспериментально-методико-оценочная деятельность (ЭМОД), дидактические условия ЭМОД.

Keywords: competence approach, chemical competencies, practical chemistry lessons, techniques of a role cycle, experimental methodological assessment, didactic conditions of experimental methodological assessment.

Современному образованию требуется постоянное обновление и модернизация. Все больше различных социально-культурных образовательных программ нужно усвоить в настоящее время школьнику. В соответствии с этим необходимо в процессе обучения применять такие подходы, которые, кроме знаний и умений, обеспечивают учащихся опытом решения жизненных проблем, помогают в исполнении социальных функций и выработке практических навыков деятельности, то есть формируют ключевые компетенции.

В последние два года на базе МОУ Ковернинской средней общеобразовательной школы № 2 Нижегородской области нами разрабатываются и внедряются в учебный процесс технологии компетентностного подхода, ориентированные на практическую направленность в обучении, приобретение опыта и умений учащимися, применение знаний в конкретной деятельности при изучении курса химии.

Важнейшей составляющей школьного курса химии является организация химического эксперимента, формирование ключевых общеобразовательных и химических компетенций учащихся и интеграция знаний, полученных в результате изучения основных разделов химии - как неорганической, так и органической. Предлагаемая нами технология позволяет этого добиться при грамотном подходе к содержанию учебного материала и лабораторных опытов.

При реализации «технологии ролевого цикла» учащимся предлагается выполнять опыты в группах по 3 человека посредством ролевой игры.

А. Первый учащийся группы полностью выполняет все химические операции с веществами, оборудованием

данного лабораторного опыта с соблюдением правил техники безопасности (роль исполнителя).

Обучаемому выдается содержание проводимого им лабораторного опыта. С учетом подготовленности и личностных качеств ему выдается информация соответствующего уровня сложности.

Ниже приведены примеры задания по теме «Подгруппа кислорода» из курса практических занятий 9-го класса:

Экспериментальная задача I

С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов содержат серную кислоту Н2Б04, сульфат натрия №2Б04, хлорид бария ВаС12.

1. Отберем в пробирки пробы растворов по 1-2 мл.

ТБ: с реактивами обращаемся аккуратно, так как

среди них есть серная кислота!

ТБ: реактивы держим этикеткой кверху!

2. Добавляем в каждую пробирку раствор лакмуса. Лакмус покажет нам, в какой из пробирок кислота (красный цвет).

3. Для того чтобы подтвердить наличие кислоты в этой пробирке, возьмем пинцетом и опустим в раствор гранулу цинка. Выделяется газ. В данной пробирке - серная кислота.

4. Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария. Добавляем в обе пробирки раствор хлорида бария ВаС12.

5. В пробирке с сульфатом натрия должен появиться белый осадок сульфата бария.

№2Б04 + ВаС12 = 2№С! + ВаБ04^

В данной пробирке находится сульфат натрия.

6. В последней пробирке должен быть хлорид бария. Убедимся в этом: добавим в пробирку серную кислоту Н2Б04.

ТБ: с кислотой обращаться аккуратно!

Ф

Таблица 1

Пример части бланка контролера

Тема: Подгруппа кислорода

Исполнитель Экспериментальная задача I Комментатор

1. Возьмем 3 сухие чистые пробирки

2. Отберем в пробирки пробы растворов (хлорида бария ВаС12, серной кислоты Н^04, сульфата натрия по 1-2 мл

3. ТБ: с реактивами обращаемся аккуратно — среди них есть серная кислота!

4. ТБ: реактивы держим этикеткой кверху!

5. Во все три пробирки добавляем раствор лакмуса

6. Наблюдение: в одной из пробирок раствор окрасился в красный цвет

7. Вывод: в данной пробирке - серная кислота

Серная кислота с хлоридом бария дает белый осадок сульфата бария.

И2Б04+ ВаС12 = ВаБ04|+ 2НС1

В третьей пробирке - хлорид бария.

В данном случае учащемуся предлагается выполнить опыт, химические операции, положения техники безопасности и наблюдаемые явления которого полностью прописаны учителем. Также здесь указываются названия всех веществ как на русском, так и химическом языках. Карточку подобного содержания рекомендуется выдавать обучаемым на начальных этапах изучения экспериментального школьного курса или имеющим поверхностные знания и владеющим техникой эксперимента неуверенно.

Экспериментальная задача I

С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов содержат серную кислоту, сульфат натрия, хлорид бария.

1. Отберем в пробирки пробы растворов по 1-2 мл.

2. Добавляем в каждую пробирку раствор лакмуса. Лакмус покажет нам, в какой из пробирок кислота.

3. Для того чтобы подтвердить наличие кислоты в этой пробирке, опустим в раствор гранулу цинка.

4. Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария. Добавляем в обе пробирки раствор хлорида бария.

В пробирке с сульфатом натрия должен появиться белый осадок сульфата бария.

5. В последней пробирке должен быть хлорид бария. Убедимся в этом: добавим в пробирку серную кислоту.

На данном уровне количество прописанных химических операций и данных при проведении эксперимента уменьшается. В связи с этим у обучаемого появляется больше возможностей для размышлений и анализа собственных действий.

Экспериментальная задача I

С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов содержат серную кислоту, сульфат натрия, хлорид бария.

1. Отберем в пробирки пробы растворов.

2. Добавляем в каждую пробирку раствор лакмуса.

3. Для того чтобы подтвердить наличие кислоты в пробирке, опустим в раствор гранулу цинка.

4. Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария. Добавляем в обе пробирки раствор хлорида бария.

5. Убедимся, что в последней пробирке должен быть хлорид бария.

На данном уровне учащемуся выдается минимальный набор химических операций, необходимый для последовательного выполнения лабораторного опыта.

Экспериментальная задача I

С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов содержат серную кислоту, сульфат натрия, хлорид бария.

Здесь исполнителю необходимо полностью реализовать последовательно химический эксперимент, рассчитывая исключительно на собственные химические знания и имеющийся широкий набор интеллектуальных, экспериментальных и контрольно-оценочных компетенций.

Б. Второму учащемуся группы предлагается прокомментировать деятельность первого обучаемого, а именно перечислить химические операции, положения техники безопасности при их осуществлении, вербально проанализировать наблюдаемые явления (роль комментатора).

В. Третьему учащемуся отводится роль контролера всего происходящего перед ним процесса. Этому обучаемому преподаватель дает на отдельном бланке (см. табл. 1) описание опыта в форме перечня необходимых химических операций, положений правил техники безопасности, наблюдаемых явлений.

В то время как первые два учащихся выполняют свои обязанности, контролер заполняет бланк, отмечая каждое выполняемое его коллегами действие (например, метками напротив соответствующего действия), сравнивает с тем, что указано на листе. При выполнении следующего опыта учащиеся меняются своими ролями.

Технология ролевого цикла и ее содержание позволяют учащимся реализовать не просто экспериментальную, а экспериментально-методико-оценочную деятельность (ЭМОД) в ходе выполнения практических занятий или отдельных лабораторных опытов по химии.

Дидактические условия организации ЭМОД учащихся:

- определение оптимального соотношения репродуктивных и исследовательских процедур, что достигается при помощи оптимизации уровней проблемности и сложности учебных исследовательских заданий в ходе эксперимента, а также оказания индивидуальной помощи обучаемым при их выполнении;

- разработка методики использования дидактических материалов;

- поиск оптимального соотношения функций контроля, взаимоконтроля и самоконтроля, меняющихся в условиях деятельности по мере развития компетенций и этапа выполнения исследовательского задания;

- подбор необходимых условий для индивидуальной, групповой и коллективной (групповой переменного состава) деятельности учащихся.

В условиях ЭМОД (к примеру, при выполнении химических операций лабораторного опыта по инструкции) проблемность отсутствует (точнее - уровень проблемности самый низкий). Детальный анализ деятельности обучаемых показывает, что даже в процессе применения ранее известного алгоритма для отдельных учащихся все-таки будет существовать некоторая проблемность, связанная с тем, что они могут забыть алгоритм или не смогут воспроизвести его так, как требуется в задании. Если за низший уровень проблемности принять 1, а за высший -5, можно выделить пять уровней проблемности:

1) очень низкий, исполнительско-воспроизводящий - характерен для деятельности, которая требует лишь воспроизведения, повторного применения ранее усвоенного правила, алгоритма. Например, повторно снимается показание прибора, фиксируются наблюдаемые изменения в лабораторном опыте, комментируется опыт, по условиям схожий с предыдущими. Деятельность в этом случае направлена в основном на совершенствование компетенции;

2) низкий, исполнительско-инструктивный - характерен для деятельности по инструкции, то есть существует правило, согласно которому нужно действовать в данной ситуации, или дается готовый алгоритм, который необходимо применить впервые;

3) средний, исполнительско-инструктивный - характерен для деятельности, в которой исследовательские и исполнительские процедуры уравновешены;

4) высокий, исследовательско-логический - характерен для деятельности в новой ситуации, в которой алгоритм действий неизвестен, но в деятельности доминируют логические процедуры анализа, сравнения, обобщения и т. д.;

5) очень высокий, исследовательско-эвристический -характерен для деятельности в новой ситуации, когда алгоритм неизвестен, доминируют эвристические процедуры, связанные с выдвижением гипотез, поиском и использованием аналога или аналогии в рассуждении, подбором новых методов контроля.

Трудность выполнения задания зависит от его сложности. В качестве единицы анализа экспериментальных

заданий может быть использована «операция» экспери-ментально-методико-оценочной деятельности.

Сложность задания увеличивается в зависимости от числа операций, которое требуется для ее выполнения. Поэтому количественно сложность можно выразить через число операций экспериментальных заданий.

Отдельным учащимся при выполнении задания в ходе ЭМОД требуется помощь, которая должна быть четко дифференцирована и может применяться:

- в форме эвристики (это могут быть наводящий вопрос, аналогия, средство наглядности, деление задания на подзадачи и т. д.);

- в форме указаний, предписывающих, что необходимо сделать в данной ситуации (например, «Обратите внимание на следующее...», «Сравните результаты и сделайте вывод», «Не забывайте соблюдать технику безопасности.»);

- в форме готового окончательного ответа, который необходимо получить при выполнении данного этапа эксперимента.

Следовательно, ЭМОД позволяет прийти к выводу о необходимости адаптации экспериментальных заданий для соблюдения следующих дидактических условий:

- дифференцировать не сами задания, а организовать персональную помощь на каждом этапе выполняемого задания;

- необходимую помощь оказывать индивидуально в трех формах: эвристики, указаний или готового ответа для целей самоконтроля;

- в зависимости от уровня сложности и проблемности соответствующего этапа выполнения задания помощь должна быть разной;

- давать возможность учащимся использовать помощь на основе их внутренней потребности и лишь в случаях значительного затруднения с выполнением эксперимента;

- помощь в дидактических материалах должна фиксироваться.

Такая организация деятельности позволяет:

1) выявить время, необходимое учащимся с различным уровнем подготовки для работы над конкретным лабораторным опытом;

2) сравнить правомерность нарастания трудностей в этапах и содержании обучающего материала;

3) проверить последовательность разработки этапов и корректность содержания обучающего материала с точки зрения стимулирования интереса школьников к работе во время выполнения лабораторных опытов в целом;

4) выявить, предъявление какой информации и каких инструкций стимулирует этот интерес у ребят с различным уровнем подготовки;

5) определить, правильно ли разработаны лабораторные опыты с точки зрения нарастания степени самостоятельности в деятельности учащихся; с какими трудностями встречаются обучаемые различного уровня подготовки;

6) обеспечить соответствие содержания учебного материала для развития самостоятельности при обучении разных по уровням подготовки учащихся;

Таблица 2

Результаты эксперимента с использованием технологии ролевого цикла

Класс Количество учащихся 2008/09 + 2009/10 гг.

исполнителя комментатора контролера

8 50 + 40 (90) 81 69 82

9 56 + 50 (106) 87 76 89

10 20 + 15 (35) 89 77 90

11 36 + 20 (56) 93 81 92

7) проверить, правильно ли расположена инструктивная информация, обеспечивающая возможность самоконтроля;

8) установить, для каких обучаемых (по уровню подготовки) требуется выполнение однотипных операций, насколько они способствуют формированию навыков деятельности;

9) выявить возможности использования предоставляемого содержания лабораторных опытов в статусе групповой обучающей программы;

10) определить отношение учащихся к групповой работе с содержанием лабораторных опытов;

11) выявить возможности решения методических задач при использовании эксперимента в учебном процессе;

12) определить оптимальные методы и способы контроля деятельности учащихся как со стороны учителя, так и взаимоконтроля внутри малой группы.

Созданная нами система подготовки учащихся общеобразовательных учреждений с 8-го по 11-й класс по химии, ключевым звеном которой является химический эксперимент и которая реализуется посредством «технологии ролевого цикла» [1], успешно практикуется в МОУ Ковер-нинской СОШ № 2 Нижегородской области. В таблице 2 приведены результаты эксперимента, в котором приняли участие учащиеся 8-11-го классов (всего 202 учащихся, 85 из них - два учебных года).

Как видно из таблицы 2, каждый последующий класс справляется с экспериментальными заданиями несколько успешнее. В основном повышение среднего процента верных действий происходит у учащихся, которые принимают участие в исследовании два года. Основные неточности исполнителей связаны с соблюдением техники безопасности, расчетом количеств исходных веществ;

комментаторы также забывают указывать положения техники безопасности при выполнении опыта. Некоторые учащиеся, находясь в роли контролера, иногда проявляют невнимательность, что в дальнейшем отражается в их отчетных бланках (это можно выявить, отправив в одну группу двух контролеров для сравнения их действий). Стоит отметить, что некоторые учащиеся с менее высоким уровнем теоретических знаний по химии справляются с экспериментальными заданиями не хуже своих более интеллектуально развитых товарищей. При проведении лабораторных опытов они принимают активное участие в ЭМОД и демонстрируют неплохие результаты. Для них эксперимент стимулирует интерес к изучению химии.

В 8-м классе разработано содержание 9 занятий с использованием технологии ролевого цикла; в 9 классе - 6 занятий; в 10 классе - 2 занятия (на базовом уровне) и 11 (на профильном уровне); в 11 классе - 2 занятия (на базовом уровне) и 8 (на профильном уровне), согласно составленной Рабочей программе на основе Федерального компонента образовательного стандарта основного общего образования по химии, Примерной программы основного общего образования по химии и Программы курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений

0. С. Габриеляна [2].

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белов П. С. Из опыта формирования химических компетенций учащихся // Химия в школе. -2009. - № 10. - С. 25-28.

2. Габриелян О. С. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. - М.: Дрофа, 2010.