К вопросу о повышении качества обучения химическим дисциплинам в вузе

УДК 378 Н.П. Безрукова

К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ КАЧЕСТВА ОБУЧЕНИЯ ХИМИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ В ВУЗЕ

В статье излагаются сравнительные материалы по традиционному обучению химическим дисциплинам в вузах, а также по информационно-коммуникационным технологиям (ИКТ). Приводятся схемы классификации электронных образовательных ресурсов, предлагается схема интеграции традиционного обучения и ИКТ при изучении модуля химических дисциплин, а также схема модернизированного метода.

Тенденции мирового общественного развития, заключающиеся в ускорении темпов развития общества, расширении его масштабов взаимодействия и демократизации жизни, в структурных изменениях в сфере занятости предъявляют новые требования к качеству образования. В «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» определена главная задача государственной образовательной политики - обеспечение современного качества образования на основе сохранения его фундаментальности и соответствия актуальным потребностям личности, общества и государства.

Химия как наука, успешно решающая ряд насущнейших проблем человечества, чрезвычайно актуальна. Тем не менее на данном этапе наблюдается крайне низкий уровень мотивации учащихся к изучению школьного курса химии. Причинами такого положения дел являются снижение интереса подрастающего поколения к естественным наукам в целом; временной цейтнот, обусловленный сокращением количества часов на изучение химии при практически не изменившемся объеме материала, подлежащего изучению; повсеместное обеднение химического эксперимента, а также то, что содержание школьных учебных курсов разрабатывалось практически без учета реальных познавательных возможностей учащихся определенного возраста. В результате наблюдается тенденция снижения уровня подготовленности по химии выпускников школы, что, в свою очередь, влияет на качество профессиональной подготовки специалиста в вузе.

Лекционно-семинарско-практическая система обучения, доминирующая на данном этапе в отечественной высшей школе, относится к традиционному обучению, недостатки которого широко обсуждались и обсуждаются в печати. Хорошо известно, что традиционное обучение обладает такими весомыми положительными сторонами, как систематический характер обучения, упорядоченная, логически правильная подача учебного материала, организационная четкость и оптимальные затраты ресурсов при массовом обучении, что и обусловливает его жизнестойкость. Как следствие, с нашей точки зрения, решение проблемы повышения качества обучения химическим дисциплинам в высшем учебном заведении подразумевает не отказ от традиционного обучения, а его модернизацию, предполагающую, в том числе, внедрение в традиционное обучение инновационных технологий, основанных на идеях:

• гуманизации, индивидуализации и дифференциации обучения, которые обеспечивают личностноориентированный подход к обучаемым с разными способностями и разным уровнем знаний и возможность выбора студентом своей траектории изучения предмета;

• открытого и активного информационного взаимодействия между студентом и различными источниками информации;

• активной самостоятельной познавательной деятельности студентов.

К таким технологиям относятся информационно-коммуникационные технологии, модульная технология, модернизированный метод проектов [1].

Различным аспектам применения компьютерных и телекоммуникационных средств и технологий в образовании посвящены работы многих отечественных и зарубежных авторов. В связи с различиями в постановке задачи и в акцентах исследования, у авторов имеются терминологические расхождения. Нами под информационно-коммуникационными технологиями обучения (ИКТ) понимается совокупность педагогической техники преподавателя, методов обучения, базирующихся на использовании компьютернокоммуникационных средств и технологии педагогических измерений, которые обеспечивают воспроизводимое и эффективное достижение поставленных целей обучения в предметной области и однозначное отслеживание результативности на всех этапах обучения.

Рис. 1. Классификация электронных образовательных ресурсов для обучения химическим дисциплинам в высшей школе

Очевидно, что ядром ИКТ являются соответствующие электронные образовательные ресурсы (ЭОР). В литературе имеется значительное количество классификаций ЭОР в зависимости от того, что положено в основу классификации. С нашей точки зрения, ЭОР, использующиеся в обучении химическим дисциплинам в высшей школе, целесообразно классифицировать в соответствии с организационными формами обучения, поскольку специфика той или иной организационной формы обучения обусловливает требования к программному продукту, используемому для ее поддержки. Классификация на этой основе представлена на рис. 1. Требования к программам, предназначенным для различных организационных форм обучения, приводятся в работе [1].

Технология модульного обучения относительно широко используется в отечественных вузах в обучении химическим дисциплинам [1-3]. Модульная технология является одним из направлений индивидуализированного обучения, позволяющим эффективно осуществлять самообучение, регулировать не только темп работы, но и объем содержания учебного материала.

Модульный подход предполагает разработку специальной программы изучения курса, состоящей из взаимосвязанных модулей и содержащей набор ключевых понятий, умений, которые должны быть усвоены и освоены студентами в процессе выполнения различных видов учебной работы. Обучающие модули представляют собой законченные блоки информации, имеющие собственное программно-целевое и методическое обеспечение. Результаты деятельности студента (в баллах) в течение всего периода обучения фиксируются преподавателем. Использование модульной системы и индивидуального кумулятивного индекса (ИКИ) успеваемости в процессе освоения химической дисциплины дают возможность студенту проявить максимальную самостоятельность и инициативность в учебном процессе, а преподавателям - объективно оценить знания студента. В рамках этой системы студент может выбирать индивидуальную траекторию обучения и находить оптимальный путь формирования собственного рейтинга. Система позволяет ему сформировать умения работы с различными информационными источниками, способствует воспитанию таких качеств, как дисциплинированность, самостоятельность, ответственность.

На рис. 2 представлена схема интеграции традиционного обучения и ИКТ в процессе изучения конкретного модуля дисциплины. В соответствии с предложенной нами классификацией ЭОР, для реализации интеграции необходимы обучающие программы и программы-тренажеры для актуализации, закрепления, освоения материала дисциплины, тесты с элементами обучения, входного и итогового контроля, обширный класс вспомогательных программ, программы для поддержки лабораторного практикума [4-6].

Переход к следующему модулю

Рис. 2.. Схема интеграции традиционного обучения и ИКТ при изучении модуля химической дисциплины

Известно, что усилению деятельностной компоненты обучения, созданию условий для развития творческой активности обучаемых, повышению мотивации, решению других остро стоящих проблем традиционной системы подготовки специалиста в вузе способствует внедрение в образовательный процесс элементов проблемного обучения. Практика обучения студентов в КГПУ показывает, что эффективным является внедрение в обучение химическим дисциплинам проектно-исследовательской технологии.

Метод проектов предполагает организацию обучения на активной основе, через целесообразную деятельность обучаемого, сообразуясь с его личным интересом именно в этом знании. Для этого необходима проблема, взятая из реальной жизни, знакомая и значимая для обучаемого, для решения которой ему необходимо приложить полученные знания, новые знания, которые еще предстоит приобрести. Преподаватель может подсказать источники информации либо направить мысль обучаемого в нужном направлении для самостоятельного поиска. Но в результате обучаемые должны самостоятельно решить проблему, применив необходимые знания из разных областей, получить реальный и ощутимый результат. Вся работа над проблемой приобретает контуры проектной деятельности. Таким образом, суть метода проектов - стимулировать интерес обучающихся к определенным проблемам, решение которых предполагает определенные знания; наличие критического мышления, суть которого в поиске фактов, их анализе, размышлении над достоверностью.

Реализация проектно-исследовательской технологии на практике ведет к изменению позиции преподавателя. Из носителя готовых знаний он превращается в организатора познавательной деятельности обучаемых. Изменяется и психологический климат в процессе обучения, поскольку преподаватель переориентирует свою учебно-воспитательную работу и работу обучающихся на разнообразные виды самостоятельной деятельности, на приоритет деятельности исследовательского, творческого характера.

Представляет несомненный интерес модернизированный метод проектов, который базируется на интеграции классического метода проектов и ИКТ. Он является основой программы «Мэ!: Обучение для будущего» [7]. Главной отличительной особенностью модернизированного метода проектов является то, что он предполагает широкое использование сети 1п1эгпэ1 как колоссального хранилища информации, а также возможностей современного прикладного программного обеспечения для обработки результатов исследования, их оформления в виде компьютерной презентации. В результате его использование способствует также формированию информационной компетентности студентов.

В контексте модернизации учебно-методические пакеты для реализации проектно-исследовательской деятельности студентов являются важной частью научно-методического обеспечения обучения химической дисциплине. При выборе темы для разработки пакета целесообразно учитывать принцип практикоориенти-рованности на будущую специальность студента, а также принцип региональности. Использование в обучении регионального материала - один из способов сделать химические знания личностно значимыми для обучаемого, что является одним из путей формирования положительной мотивации к изучению конкретной дисциплины.

Эффективная организация проектно-исследовательской деятельности студентов предполагает учет специфики конкретной химической дисциплины. Так, например, процесс освоения студентами аналитической химии предполагает, в том числе, формирование умений проведения анализа по конкретной методике.

На рис. 3 в качестве примера приведена схема интеграции традиционного обучения с модернизированным методом проектов и ИКТ в процессе изучения модуля «Титриметрические методы анализа» дисциплины «Аналитическая химия».

В лекционном курсе студентам читаются компьютеризированные лекции «Введение в титриметрию», «Методы кислотно-основного титрования», «Окислительно-восстановительное титрование», «Осадительное титрование» и «Комплексометрическое титрование» (8 академических часов).

На первых двух практических занятиях по теме «Титриметрический анализ» студенты традиционно осваивают методы кислотно-основного титрования, выполняя по выбору одну из практических работ «Определение концентрации кислоты алкалиметрией» или «Определение концентрации основания ацидиметри-ей». В процессе выполнения работы студенты применяют умения расчета задач для целей анализа, сформированные при изучении первого модуля на практике (расчет навески первичного титранта, расчет объема раствора с известной концентрацией для приготовления раствора требуемой концентрации и т.д.), осваивают один из физических методов анализа - денситометрию, осваивают технику работы на аналитических весах, развивают и закрепляют практические приемы титрования.

По окончании выполнения контрольной аналитической задачи им предлагается тема с основополагающим вопросом. В контексте принципов практикоориентированности и региональности темами проектов могут быть «Влияние неорганических ионов в молоке на его качество», «Нитратная анатомия» овощей»,

«Тепловые электростанции - нужна ли альтернатива?», «Гидроэлектростанции - только ли польза?», «Жесткость воды и способы ее устранения» и другие.

Рис. 3. Схема интеграции традиционного обучения, ИКТ, модернизированного метода проектов

Преподаватель, используя при необходимости метод наводящих вопросов, организует «мозговой штурм», в процессе которого выявляются проблемы, которые и становятся темами самостоятельных исследований студентов. Студенты на добровольных началах разбиваются на группы (2-4 человек) в зависимости от выбранной темы исследований. В течение трех недель студенты собирают информацию, используя в том числе сеть Internet. Например, при выполнении проекта «Влияние неорганических ионов в молоке на его качество» - это ГОСТы по молоку, методики анализа на конкретные ионы. Затем на практических занятиях осваивают необходимые методики, проводят анализ конкретных объектов. Результаты анализа студенты обрабатывают с использованием ИКТ, оформляют в виде компьютерной презентации. Защита проектов осуществляется на курсовой конференции, при этом в соответствии с критериями оценивания презентации конкретному студенту добавляется определенное число баллов к ИКИ. В рамках выполнения проекта студенты осваивают комплексонометрию, аргентометрию и другие титриметрические методы анализа.

Предлагаемые в данной работе схемы интеграции традиционного обучения и инновационных технологий были успешно апробированы в процессе обучения аналитической химии, биохимии в Красноярском государственном педагогическом университете. Результаты педагогического эксперимента позволяют сделать заключение, что внедрение в традиционную систему обучения химическим дисциплинам информационно-коммуникационных технологий, модульной технологии и модернизированного метода проектов создает условия для эффективного формирования у студентов системных знаний и обобщенных умений, для реализации их мобильности на всех этапах обучения.

На данном этапе ведется апробация предлагаемых в работе подходов при обучении химическим дисциплинам в Красноярском государственном аграрном университете.

Литература

1. Безрукова, Н.П. Теория и практика модернизации обучения аналитической химии в педагогическом вузе: моногр. / Н.П. Безрукова. - Красноярск: Изд-во КГПУ, 2004. - 196 с.

2. Общая структура и программа курса «Основы аналитической химии»: метод. разработка / А.Б. Венедиктов, Т.Д. Федотова, Л.Г. Лавренева [и др.]. - Новосибирск: Изд-во НГУ. - 1996. - 36 с.

3. Шагаева, Ф.Т. Модульные технологии в подготовке инженеров-химиков / Ф.Т. Шагаева //Актуальные проблемы модернизации химико-педагогического и химического образования: мат-лы 49-й Всерос. на-уч.-практ. конф. - СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2002. - С. 217-223.

4. Безрукова, Н.П. Программа-тренажер «Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций ионно-электронным методом»: свид-во об отраслевой регистрации №2721 / Н.П. Безрукова, Т.В. Попова. №50200100191. - 2003 г.

5. Безрукова, Н.П. Комплекс программ для изучения темы «Кислотно-основное титрование» дисциплины «Аналитическая химия»: свид-во об отраслевой регистрации №3128 / Н.П. Безрукова, Т.Ю. Ронжина, А.А. Безруков. №50200400052. - 2004 г.

6. Безрукова, Н.П. Программный комплекс «Гидролиз»: свид-во об отраслевой регистрации №5105 / Н.П. Безрукова, Т.К. Тимиргалиева, А.А. Безруков. №50200501264. - 2005 г.

7. Intel «Обучение для будущего» (при поддержке Microsoft): учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. / под общ. ред. Е.Н. Ястребцовой, Я.С. Быховского. - М.: Русская редакция, 2003. - 368 с.

УДК 378.145 Н.П. Воробович, О.Н. Лопатеева

О МР-ПОЛНОТЕ ЗАДАЧ ФОРМИРОВАНИЯ РАСПИСАНИЯ В ВУЗЕ

В статье содержится описание двух задач формирования расписания занятий в вузе. Выполнены содержательные постановки задач формирования допустимого и оптимального расписания, построены и исследованы их математические модели. Задача формирования оптимального расписания сформулирована как задача оптимального разбиения исходного множества на ряд непересекающихся подмножеств.

Введение

Качество подготовки специалистов в вузах и особенно эффективность использования научнопедагогического потенциала зависят в определенной степени от уровня организации учебного процесса.