Конструирование и реализация учебно-методического комплекса по общей химии для студентов нехимических специальностей педагогических вузов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 13.00.02, кандидат педагогических наук Марков, Дмитрий Михайлович

• Марков, Дмитрий Михайлович
• кандидат педагогических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат педагогических наук Марков, Дмитрий Михайлович

Введение.

Глава 1. Методологические основы химии как учебной дисциплины.

1.1 Современное состояние химического образования.

1.1.1. Значение химического образования и задачи российской образовательной политики.

1.1.2. Фундаментализация образования.

1.2 Методические требования к химии как учебной дисциплине.

1.2.1. Отбор и структурирование учебной информации по химии на основе системного подхода.

1.2.2. Об использовании прикладных знаний в курсе химии в истории отечественной и зарубежной педагогики.

1.2.3. Каким быть учебнику для высшей школы.

1.2.4. Самостоятельная работа и познавательная самостоятельность студентов.

1.2.5. Основы интенсификации и оптимизации обучения.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Дидактические подходы к проектированию и реализации УМК ^ по общей химии.

2.1 Отбор содержания с учетом профессиональной направленности.

2.2 Взаимосвязь курса химии с другими дисциплинами по специальностям.

2.3 Концепция построения программы по химии.

2.3.1. Программа курса общей химии.

2.3.2. Основные требования, предъявляемые к знаниям и умениям по химии.

2.4 Методическое обеспечение и организация учебного процесса при изучении курса общей химии.

2.4.1. О структуре и содержании учебного пособия «Основы общей химии».

2.4.2. О структуре и содержании лабораторного практикума.

2.5 Формы организации учебного процесса при изучении курса общей химии.

2.5.1. Организация самостоятельной работы студентов.

2.5.2. Организация работы студентов на занятиях.

Выводы по главе 2.

Глава 3 Проверка эффективности УМК при его реализации.

Анкетирование студентов на предмет их отношения к химии.

Тестирование студентов.

Использование раздаточного материала.

Управление активностью студентов в процессе изучения химии.

Определение уровня самостоятельности студентов.

Уровень усвоения знаний.

Выводы по главе 3.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Конструирование и реализация учебно-методического комплекса по общей химии для студентов нехимических специальностей педагогических вузов»

В настоящее время результатом подготовки студентов в системе высшего образования должен стать специалист высокого уровня, компетентный не только в узкой получаемой профессии, но и других областях знания. Последнее особенно актуально в системе высшего педагогического образования, поскольку будущий учитель должен быть по возможности «энциклопедичным» и уметь ориентировать своих учеников на профессию с учетом их личностных качеств и потенциальных способностей. Выпускник вуза любой специальности должен иметь четкие представления о значимости той или иной науки в своей предстоящей трудовой деятельности и уметь интегрировать и переносить достижения различных областей знаний в свою профессию и применять их. Для студентов нехимических специальностей педагогических вузов должен быть разработан и внедрен подход к изучению курса общей химии, демонстрирующий связь естественных и гуманитарных дисциплин, показывающий целостность науки и ее фундаментальность, ориентирующий не на запоминание отдельных фактов, а на понимание процессов, происходящих в окружающем мире.

Актуальность исследования. Поскольку химия относится к фундаментальным наукам, она преподается студентам не только химических, но и нехимических специальностей. В соответствии с Государственными образовательными стандартами (в дальнейшем ГОС) для нехимических специальностей педагогических университетов на изучение курса «Химия» отводится немного времени, а приводимый минимум дидактических единиц затрагивает большой объем, содержание представлено фрагментарно и не отражает внутреннюю логику науки, при этом для всех специальностей он одинаков, что противоречит целостности восприятия, фундаментальности науки и соблюдению профессиональной направленности. Поэтому возникла необходимость разработки соответствующей программы для таких факультетов, где есть потребность в осуществлении отбора содержания с ориентацией на профессию и поиск средств и методов представления его, повышение химического, экологического и общекультурного уровня студентов, и реализации этой программы.

Объект исследования - обучение курсу общей химии студентов нехимических специальностей педагогических вузов.

Предметом исследования является теоретические и практические основы конструирования курса общей химии и методики его обучения студентов нехимических специальностей педагогической высшей школы на современном этапе эволюционного развития фундаментальной химической науки.

Цель исследования заключается в разработке учебно-методического обеспечения по общей химии для студентов нехимических специальностей и поиске наиболее эффективных методов организации занятий, приближении химических знаний к требованиям жизни и будущей профессиональной деятельности, повышении уровня мотивации и познавательной их активности.

Рабочая гипотеза: Если в основу конструирования учебно-методического комплекса (УМК) по курсу общей химии для студентов нехимических специальностей педагогического ВУЗа положить ведущие принципы преемственности и непрерывности, научности и доступности, межпредметной интеграции и профессиональной направленности, то его реализация должна способствовать:

• повышению мотивации и активизации учебной деятельности студентов;

• оптимизации процесса обучения химии в условиях ограниченного времени;

• повышению качества химических знаний студентов.

Для достижения поставленной цели исследования и подтверждения рабочей гипотезы необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать состояние проблемы организации и проведения занятий по непрофилирующим дисциплинам в различных школах и вузах;

2. Обосновать концепцию химического образования студентов нехимических специальностей педагогических вузов и составить программу по курсу общей химии на базе государственного образовательного стандарта для студентов нехимических специальностей педагогического вуза;

3. Осуществить методическое обеспечение к реализации предлагаемой программы;

4. Проверить в процессе педагогического эксперимента эффективность использования на занятиях по химии разработанного УМК в сочетании с необходимыми методами и формами учебной деятельности.

Методы исследования: теоретический анализ проблемы, обобщение накопленного опыта в практике преподавания, анкетирование и тестирование студентов, наблюдение за учебным процессом, оценка эффективности используемого подхода и апробация результатов исследования на семинарах и конференциях.

Методологическую основу исследования составляют основные положения системно-структурного подхода к обучению, интеграционные процессы в современном естественнонаучном образовании, личностно-деятельностный подход в обучении, методология химической науки.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечена: всесторонним анализом литературы и практики обучения студентов нехимических специальностей в вузе, организацией учебно-экспериментальной работы с личным участием автора как преподавателя и экспериментатора, подтверждением научных выводов и основных положений диссертации в результате применения различных методов обработки педагогического эксперимента и полученных показателей, характеризующих эффективность данного подхода.

Этапы исследования проблемы:

Задачей первого этапа является • Анализ состояния химии как учебной дисциплины в условиях модернизации российского образования в школах и вузах;

• Обоснование проблемы исследования, определение целей и задач;

• Формирование гипотезы исследования.

Второй этап посвящен

• Обоснованию концепции химического образования студентов нехимических специальностей в педагогическом вузе;

• Поиску оптимального подхода в обучении студентов нехимических специальностей педагогического вуза в условиях дефицита времени;

• Созданию методического обеспечения (авторская программа курса, издание учебного пособия, организация лабораторного практикума, составление фонда тестов и контрольных заданий).

На третьем этапе осуществлены

• Педагогический эксперимент по проверке эффективности профессионально ориентированного УМК в сочетании с использованными методами и формами учебной деятельности;

• Обобщение теоретико-экспериментальных данных, полученных в ходе эксперимента.

Научная новизна исследования состоит в конструировании профессионально ориентированного УМК по курсу общей химии на основе обоснованной концепции химического образования студентов нехимических специальностей и технологии его реализации в соответствии с требованиями ГОС (технолого-экономического, математического и физического факультетов педагогических ВУЗов).

Практическое значение исследования заключается в том, что оптимизирован процесс обучения общей химии в педагогическом вузе для специальностей 032100.00 (Математика с дополнительной специальностью), 032200.00 (Физика с дополнительной специальностью), 030600.00 (Технология и предпринимательство с дополнительной специальностью) в результате внедрения в него программы учебного курса, учебного пособия «Основы общей химии» и лабораторного практикума, а также заданий для самостоятельной работы студентов и контрольных тестов.

Апробация работы и внедрение ее результатов осуществлялись в ходе педагогического эксперимента лично автором в процессе преподавания химии в Нижегородском государственном педагогическом университете в течение 2000-2004 г.г. Основные положения и результаты исследования обсуждены на конференциях различного уровня:

Международных: «Экология и жизнь - 2000» (Новгород Великий, 2000 г.), научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука - XXI веку» (Иваново, 2001 г.), научно-практической конференции (48-ые Герценовские чтения) «Актуальные проблемы современного химико-педагогического образования в высшей и средней школе» (С.-Петербург, 2001 г.), научно-практической конференции (49-ые Герценовские чтения) «Актуальные проблемы модернизации химико-педагогического и химического образования на довузовском, вузовском и послевузовском этапах» (С.Петербург, 2002 г.);

Всероссийских: научно-методический семинар (Москва, Ml И У, 2004г.), научно-методической конференции «Естественнонаучное образование гуманитариев в контексте развития культуры XXI века» (Н.Новгород, 1999 г.), научно-практической конференции «Актуальные проблемы многоуровневого химико-педагогического и химического образования» (С.-Петербург, 2000 г.), научной конференции «Актуальные вопросы развития образования и производства», (Н.Новгород, 2001 г.), третьей научно-производственной конференции «Актуальные вопросы развития образования и производства» (Н.Новгород, 2002 г.), пятой научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития химического образования» (Иркутск, 2002 г.), научно-методической конференции «Реализация государственных образовательных стандартов в области физики и химии в высшей и средней школе» (Н.Новгород, 2002 г.), научно-практической конференции «Проблемы и перспективы химического образования» (Челябинск, 2003);

Региональной научно-методической конференции «Учебный предмет Естествознание в ВУЗе и школе» (Н.Новгород 2000 г.);

Межвузовских: научно-методической конференции «Высокие технологии в педагогическом процессе» (Н.Новгород, 2000 г.), научно-практической «Творческий подход к реализации Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования» (Рязань, 2001 г.), научно-методической конференции «Проблемы интеграции естественнонаучных дисциплин в высшем педагогическом образовании» (Н.Новгород, 2001 г.), научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Актуальные вопросы развития образования и производства» (Н.Новгород, 2000 г.), научно-практической конференции «Воспитание будущего учителя в системе высшего педагогического образования: идеи, ценности, ориентации» (ННовгород, 2001 г.).

По теме диссертации изданы учебная программа по химии, учебное пособие и лабораторный практикум, опубликованы статья и 17 научных докладов в материалах международных, Всероссийских и региональных конференций.

На защиту выносятся:

1. Принципы построения УМК по курсу общей химии для студентов специальностей 032100.00, 032200.00, 030600.00 педвузов, отбора содержания и его структурирования, позволяющих осуществить профессионально направленное обучение.

2. Разработанная на базе УМК педагогическая система, направленная на профориентацию и способствующая эффективности процесса обучения студентов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии из 161 наименования, 3 приложений, 20 таблиц, 4 схем, 6 диаграмм.

Заключение диссертации по теме «Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)», Марков, Дмитрий Михайлович

Выводы по главе 3

• В ходе анкетирования на начальных и конечных стадиях обучения студентов выявлено, что их отношение к химической дисциплине изменилось: повысилась мотивация, возросло понимание проблем науки, ее важности и необходимости изучения.

• Показано, что начальный уровень подготовленности студентов разных факультетов неудовлетворительный. Для исправления такого положения необходим подбор наиболее оптимальных средств, методов, форм обучения. Установлено, что использование в учебном процессе изданных для этих студентов пособия «Основы общей химии» и лабораторного практикума в сочетании с предложенными методами позволяет оптимизировать процесс обучения химии и повысить качество их знаний и умений работать самостоятельно.

• Эффективность используемого подхода подтверждена результатами заключительного анкетирования и определением уровня усвоения знаний, а также методом наблюдения.

Заключение

Изменения системы образования, социально-экономических отношений в стране и развитие научно-технического прогресса предъявляют новые требования к выпускникам высших профессиональных учебных заведений. Умение ориентироваться в информационном пространстве включает в себя также умения выделять главное, получать необходимые сведения, самостоятельно анализировать и синтезировать. Весь процесс обучения должен быть представлен системой, состоящей из отдельных дисциплин, объединенных между собой тесными логическими связями.

С целью повышения роли химических знаний в профессиональной подготовке студентов нехимических факультетов настоящее исследование направлено на конструирование и реализацию учебно-методического комплекса по химии.

Обучение химии студентов нехимических специальностей осуществлено нами в соответствии с моделью на схеме 4:

Схема 4. Модель химической подготовки

Эта модель представляет целостную педагогическую систему химического образования, в которой присутствуют следующие компоненты: цели и содержание обучения; средства, формы и методы; образовательная деятельность студентов и результат обучения.

Цели обучения сводятся к обогащению естественнонаучной подготовки студентов нехимических специальностей химическим компонентом через преподавание химии и востребованности химических знаний и умений при изучении дисциплин предметной подготовки, а также дальнейшей профессиональной деятельности. Поэтому постановка образовательных целей складывалась из инварианта (минимума дидактических единиц ГОС) и вариативного компонента на базе выявленных нами МПС в процессе анализа основной образовательной программы, который стимулирует мотивацию к обучению предмета, повышает интерес студентов и в конечном итоге оказывает позитивное влияние на профессиональную их подготовку.

Содержание обучения отражено в разработанной учебной программе по общей химии для студентов с учетом их специальностей и отводимого учебного времени (с. 69).

Отбор содержания осуществлен на основе рекомендаций, описанных в методической литературе, и с опорой на основные принципы: преемственности, последовательности, непрерывности, межпредметной интеграции, научности и доступности, а также в соответствии с поставленными целями обучения, ориентированными на профессиональную подготовку студентов.

Отобранное содержание в педагогическом процессе представлено в виде учебно-методического комплекса (УМК), который включает в себя учебную программу, учебное пособие «Основы общей химии» и лабораторный практикум, о структуре и содержании которых подробно было сказано во второй главе, а также контрольные тесты и задания.

Процесс обучения реализуется на основе единства как содержательного, так и процессуального компонентов образования. Единство этих компонентов определяет целостность исследуемой педагогической системы.

В основе работы со студентами использованы традиционные средства, методы и формы (лекции, семинары, лабораторно-практические работы). Предпочтение отдано системно-деятельностному подходу, реализуемому при отборе и структурировании содержания обучения и путем возрастания роли самостоятельной работы студентов по приобретению ЗУНов. В качестве ключевых методов использованы поэтапное формирование умственных действий и создание проблемных ситуаций.

Средства, методы и формы обучения нацелены на мотивацию и активизацию учебно-познавательной деятельности студентов; формирование умений их самостоятельной работы; оптимизацию и интенсификацию учебных занятий в плане наиболее целесообразного построения образовательного процесса и предъявления учебного материала, фиксирующего его содержание, объем и уровень для усвоения и обеспечения комфортных условий для осмысленной учебной деятельности студентов; повышение качества их знаний по химии и естественнонаучной грамотности.

Учебная деятельность студентов была организована как на занятиях, так и во внеаудиторное время.

В ходе лекции студентам предоставляется возможность пользоваться учебным пособием «Основы общей химии». Структура лекции и последовательность изложения материала близка к учебному пособию и дает возможность студентам рассматривать иллюстрации, на которые мы обращаем внимание в ходе чтения материала. Во время лекции мы даем некоторые задания, которые нужно выполнить при подготовке к семинарскому или лабора-торно-практическому занятию. Кроме того, многие студенты успевают сопоставлять лекционный материал с изложенным в учебном пособии, что вызывает иногда дополнительные вопросы на семинарских занятиях, т.е. повышение их активности. Работа на семинарских занятиях и во внеаудиторное время также тесно связана с учебным пособием. Оно используется ими для подготовки к предстоящей аудиторной работе и контрольным срезам. Учитывая то, что вуз педагогический и студентам требуются хорошие ораторские умения, мы даем задания по написанию доклада или реферата с последующей защитой перед группой. Учебное пособие выступает здесь как основа при подготовке - определяет необходимый объем и предлагает последовательность изложения материала по теме.

При реализации УМК учитывалась профессиональная направленность студентов. На занятиях регулярно акцентировалось их внимание на то, какие конкретные знания по химии будут востребованы при изучении дисциплин предметной подготовки. Для разных факультетов задания не одинаковы. Для студентов математического факультета возможны доклады по способам выражения концентрации растворов или строению атомов химических элементов. Для физиков акцент делается на определение основных законов химии, раскрытие вопросов электрохимии.

Студентам ТЭФ рекомендуем доклады о добыче металлов, получении сплавов и способах их защиты от коррозии. Для всех специальностей может быть использована тема «Скорость химических реакций», поскольку для каждого факультета она имеет определенный интерес. Таким образом, ориентируя студентов на получаемую профессию с использованием учебно-методического комплекса и максимально используя учебное время, удается повысить уровень их знаний, активность, самостоятельность и интерес к данной дисциплине как части предметной подготовки, что в целом сказывается на эффективности учебного процесса и интенсификации занятий.

Проверка эффективности разработанного подхода показала, что отношение к дисциплине студентов изменилось в лучшую сторону и ей студенты стали придавать большее значение, т.е. интерес к химии возрос. Последнее демонстрирует анализ ответов студентов при анкетировании, проводимом на начальных и конечных стадиях изучения химии (глава 3 стр. 97-102). Качество знаний также стало выше. Его мы оценивали, используя тесты и коэффициент усвоения по методике А.В. Усовой, сравнивая между собой экспериментальные и контрольные группы (таблица 3.7, 3.12, 3.13, 3.14). Возросла активность студентов на занятиях, которая проявлялась не только в желании дать ответ на поставленный преподавателем вопрос, но и задать химический вопрос преподавателю или другим студентам (диаграмма 3.3 и 3.4). Уровень самостоятельности студентов к концу обучения химии тоже стал выше (диаграмма 3.5) по сравнению с первыми занятиями. Эти данные можно интерпретировать так, что во время изучения курса студенты привыкли работать самостоятельно, стали лучше оперировать понятиями, понимать и вычленять главное, применять и объяснять изучаемый материал.

Все вышесказанное позволяет сделать следующие выводы:

1. Обосновано, что при написании учебного пособия по курсу общей химии для студентов нехимических специальностей педвузов необходимо осуществлять отбор содержания с учетом:

• принципов преемственности и непрерывности образования, научности и доступности;

• приведения в логическую систему набора дидактических единиц по предмету, указанного в ГОС;

• выявленных МПС курса химии с дисциплинами предметной подготовки разных специальностей с целью усиления его профессиональной направ-лености;

• отводимого резерва времени на изучение данного курса.

2. Сконструирован УМК по курсу общей химии как один из основных компонентов педагогической системы, включающий издание учебной программы учебного курса, пособия «Основы общей химии», лабораторного практикума, методические разработки и ориентированный на повышение уровня естественнонаучной подготовки и востребованность химических знаний студентов.

3. Выявлено, что разработанная на базе УМК целостная педагогическая система, включающая содержательный и процессуальный компоненты и реализованная в учебном процессе при обучении студентов педагогического ВУЗа по специальностям 032100.00 (Математика с дополнительной специальностью), 032200.00 (Физика с дополнительной специальностью), 030600.00 (Технология и предпринимательство с дополнительной специальностью) способствует оптимизации учебного процесса.

4. Установлено, что реализация УМК в данной педагогической системе обеспечивает:

• повышение мотивации и активизации учебно-познавательной деятельности студентов;

• формирование умений их самостоятельной работы;

• интенсификацию учебных занятий;

• повышение качества знаний студентов по химии и их естественнонаучной грамотности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат педагогических наук Марков, Дмитрий Михайлович, 2004 год

1. Аитов, Н.А. Высшее техническое образование в условиях НТР / Н.А. Аитов, Г.Н. Александров, P.P. Мавлютов. М.: «Высшая школа», 1983

2. Алдушонков, В.Н. Влияние компьютерных технологий на формирование познавательной самостоятельности студентов: Дис.канд. пед. наук: 13.00.08/В.Н. Алдушонков. Брянск, 2001.- 191с.

3. Андреев, А.А. Педагогика высшей школы (Прикладная педагогика) / А.А. Андреев. Учеб. пособие в 2 кн. Кн.1. - М.: МЭСИ, 2000. - 141 с.

4. Андреев, А.А. Педагогика высшей школы (Прикладная педагогика) / А.А. Андреев. Учеб. пособие в 2 кн. Кн.2. - М.: МЭСИ, 2000. - 156 с.

5. Ариас, Е.А. Дифференцированный подход к обучению физики студентов нефизических специальностей университета: Дис.канд. пед. наук: 13.00.02 / Е.А. Ариас. СПб., 2000. -167с.

6. Аршанский, Е.Я. О проблемах подготовки учителя для преподавания химии в классах гуманитарного профиля/ Е.Я. Аршанский, Г.М. Черно-бельская// Наука и школа.-2000.- №5.- С. 18-24.

7. Асмолов, А.Г. Личность как предмет психологического исследования. А.Г. Асмолов. М. 1984.

8. Афанасьев, В.В. Управленческая проблема как объект педагогических исследований /В.В.Афанасьев, П.И. Пидкасистый //Педагогика. -2001 №5 С. 12-17.

9. Бабанский, Ю.К. Интенсификация процесса обучения. Ю.К. Бабанский. -М.: Знание, 1987.-80 с.

10. Беляева, А.П. Тенденции развития профессионального образования/ А.П. Беляева // Педагогика. 2003. - №6. - С. 32-34.

11. Бенеш, П. Функции учебников по химии и их оценка / П. Бенеш// Химия: методика преподавания в школе. 2002. -№1.- С 32-34.

12. Бордовская, Н.В. Педагогика: Учеб. для вузов / Н.В. Бордовская, А.А. Реан. СПб.: Питер, 2001. - 304 с.

13. Буга, П.Г. Вузовский учебник./ П.Г. Буга. М.: «Книга», 1987.- 158 с.

14. Буга, П.Г. Создание учебных книг для вузов / П.Г. Буга. М.: Изд-во МГУ, 1990.-80 с.

15. Буданова, А.А. Использование межпредметных связей для создания положительной мотивации при изучении.химии на нехимических факультетах вузов / А.А. Буданова, А.Х. Саламов, Т.А. Юшко // Химия: методика преподавания. 2003. № 3. С. 25-27.

16. Вендеровская, Р.Б. Очерки истории советской дидактики/ Р.Б. Вендеров-ская. М.: Педагогика, 1982.

17. Вербицкий, А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный под19