Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕГИОНАЛИЗАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЧАЩИХСЯ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ 13
1.1. Общая характеристика химических особенностей региона 13
1.2. Сущность регионального подхода к химическому образованию 24
1.3. Теоретические положения регионализации химического образования учащихся основных общеобразовательных школ 35
Выводы по главе 1 55
ГЛАВА 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕГИОНАЛИЗАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЧАЩИХСЯ ОСНОВНОЙ ШКОЛЫ 5 6
2.1. Содержание регионализации химического образования 56
2.2. Эффективные формы и методы осуществления регионализации химического образования 76
2.3. Основные средства обучения учащихся химии при усвоении регионального компонента 101
Выводы по главе 2. 114
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РЕГИОНАЛИЗАЦИИ ХИМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ УЧАЩИХСЯ ОСНОВНЫХ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ 116
3.1. Анализ результатов констатирующего исследования о состоянии химической подготовки учащихся 116
3.2. Реализация формирующего педагогического исследования в школах г. Саранска Республики Мордовия 133
3.3 Оценка качества экспериментальной химической подготовки учащихся 149
Выводы по главе 3
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 172
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 175
- Общая характеристика химических особенностей региона
- Содержание регионализации химического образования
- Анализ результатов констатирующего исследования о состоянии химической подготовки учащихся
Введение к работе
Актуальность исследования. Инновационное развитие экономики нашей страны сегодня определяется качественной общеобразовательной подготовкой подрастающего поколения. Приоритетная роль при этом, безусловно, принадлежит предметам естественнонаучного цикла. На основе их познания возникает объективная возможность ориентировать выпускников российских школ на получение специальностей, связанных с перспективными областями науки и производства. Таковыми являются космическая информатизация, инженерная физика, биохимическая экология, технологии в биологии, электронике, энергетике, транспорте, машиностроении и нанотехнологии. Поэтому имеется острая необходимость в стимулировании интереса учащихся к изучению предметов обозначенного цикла, включая и химию, что может послужить мощным фактором достижения устойчивого социально-экономического состояния страны и ее регионов (Ж. И. Алферов, В. М. Коптюг, В. А. Садовничий. В. А. Сластенин, В. В. Лунин).
В настоящее время эпицентры многих преобразований смещаются в регионы, туда, где, на их основе, реализуются уже созданные, возникают новые материальные и духовные ценности и формируются соответствующие общественные отношения. Общее образование при этом должно занимать приоритетное положение, ибо оно позволяет успешно усваивать базовое содержание при его обогащении материалами регионального значения. Поправки, внесенные в закон «Об образовании» (2008), способствуют оптимальному включению таких материалов в структуру многих школьных предметов. Их реализация выступает как важнейшее условие регионализации школьного образования. Ее главной целью является создание и использование соответствующих программ с учетом потребностей и интересов населения конкретных регионов при сохранении единого образовательного пространства Российской Федерации (Л. М. Андрюхина, Л. Ф. Греханкина, В. А. Глуздов, А. В. Даринский, Л. В. Загрекова).
В этой связи регионализация химического образования будет способствовать повышению интереса учащихся и стимулированию их мотивов к изучению его содержания. Материалы регионального смысла, в большинстве своем, связаны с объектами ближайшего социоприродного окружения и, именно поэтому, способны вызывать у учащихся эмоциональные и ценностные переживания, что может побуждать их к активному усвоению содержания химического материала. Следовательно, знания, умения и ценностные отношения, полученные при согласованном изучении базового курса химии и материалов регионального значения, влияют на приобщение учащихся к творческой деятельности, накопление положительного опыта по преобразованию окружающей действительности. Такой опыт, безусловно, может сыграть положительную роль в выборе учащимися стратегии поведения в социокультурной среде, направленной на поиск инновационных технологий получения энергии и синтетических веществ для сохранения природы. Сказанное свидетельствует о том, что регионализация содержания школьного химического образования сегодня становится одним из действенных способов повышения качества предметной подготовки учащихся (Е. Ю. Архарова, К. Е. Егорова, А. А. Макареня, В. М. Назаренко, Н. А. Нахова, В. А. Щербакова).
Регионализация химического образования должна осуществляться на всех возрастных этапах. Особое внимание следует уделять решению этой проблемы на основной ступени школьного образования. К этому возрасту у старших подростков наблюдается интенсивное развитие головного мозга, на основе которого возникают качественные изменения в его структуре. Эти изменения вызывают доминирование среди различных мыслительных процессов и операций аналитико-синтетической деятельности, в результате которой старшеклассники становятся способными решать сложные теоретические и прикладные задачи значительно легче, быстрее и эффективнее. Таким образом, у учащихся постепенно происходит переосмысление химических знаний, способов интеллектуальной и практической деятельности, а также опыта ценностных отношений к объектам ближайшего социоприродного окружения.
Именно это позволяет школьникам обобщать и систематизировать личностный и общественный опыт преобразования сложившейся действительности на качественно новом уровне (В. В. Давыдов, 3. И. Калмыкова, И. С. Кон, А. В. Мудрик, И. С. Якиманская).
Учитывая изложенное, становится важным изучение теоретических и методических основ регионализации химического образования учащихся основной школы, а также определение оптимальных средств достижения эффективности обозначенного процесса.
Анализ литературы показал, что к рассматриваемой проблеме обращено внимание многих авторов. Теоретические аспекты и практические рекомендации общего плана по регионализации химического образования представлены в трудах М. П. Андреевой, П. И. Беспалова, О. Л. Ивановой, Н. В. Куприяновой, Г. В. Лисичкина, А. А. Мельника, Т. С. Тюменцевой и др.
Несмотря на наличие названных работ и других исследований по вопросам регионализации химического образования, результирующего ориентира целеполагания на решаемую нами проблему не обнаружено. Объективно возник ряд противоречий:
между потребностью современного общества в личности, имеющей качественную химическую подготовку, включая ее региональный аспект, и слабой разработанностью этой проблемы в методической науке;
между обязательностью изучения базового содержания химического образования, представленного в стандарте образовательной области «Химия», и необходимостью его конкретизации материалами регионального смысла;
между необходимостью включения химических знаний в различные сферы деятельности учащихся и слабой сформированностыо у них интеллектуальных и практических умений, а также опыта творческой деятельности по использованию их совокупности в учебных и реальных ситуациях.
Выявленные противоречия свидетельствуют об актуальности проблемы исследования, смысл которой заключается в поиске и определении
эффективной методики регионализации химического образования учащихся 8 — 9 классов.
Цель исследования — теоретическое и экспериментальное обоснование методики регионализации химического образования у старшеклассников основных общеобразовательных учреждений.
Гипотеза исследования - химическая подготовка учащихся основных общеобразовательных школ, включая школы Республики Мордовия, будет более эффективной, если:
— определены теоретические основы методики регионализации
школьного химического образования;
— создана модель методики регионализации школьного химического
образования, включающую цель, задачи и адекватные им содержание, формы,
методы и средства;
— разработано соответствующее научно-методическое обеспечение
процесса регионализации школьного химического образования;
— осуществлено поэтапное обучение учащихся на основе регионального
содержания школьного химического образования.
Объект исследования - химическое образование учащихся в основной общеобразовательной школе.
Предмет исследования — методика регионализации химического образования старшеклассников основной школы.
В соответствии с целью и гипотезой были поставлены задачи исследования:
link1 Общая характеристика химических особенностей региона link1 .
Для раскрытия специфики и составляющих комплексной характеристики любого региона необходимо проанализировать содержание понятия о регионе. Такое исследование также важно для последующего адекватного и корректного выделения химических особенностей с целью их включения в содержание регионального компонента школьного курса химии.
Анализ проводили на основе использования фундаментальных словарей и научных источников по экономике, географии, регионологии, экологии, педагогике. Проведенное нами исследование позволяет утверждать, что универсального определения понятия о регионе пока не существует. Многие исследователи полагают, что его нельзя дать в принципе. "Регион" - одно из самых трудноуловимых понятий в современных общественных науках (Колобов О. А., Макарычев А. С. ..., 1999).
Так, в географической литературе акцент делается на особенностях природных компонентов региона как определенной территории (Географический ..., 1988).
В контексте философского осмысления понятие "регион" выступает аналогом особого "мира". В этом случае подчеркивается важность таких составляющих, как менталитет, мировоззрение и мироощущение (Moner М. 1993).
Новые компоненты (материально-техническая, производственная и социальная инфраструктура), составляющие понятие о "регионе", обнаруживаются в трудах экономистов (Российская ..., 1998).
Формально-юридическое определение региона возможно представить в виде субъекта федерации или иной субнациональной единицы, права и обязанности которой определены конституцией или иными законами (Левакин И. В, 1997)
В понятийно-терминологическом справочнике Э. Б. Алаева (1983) подчеркивается, что "регион обладает единством, взаимосвязанностью составляющих элементов конкретной территории, целостностью, причем эта целостность - объективное условие и закономерный результат развития данной территории".
В зарубежной литературе встречаются попытки комплексных определений. Так, по мнению Эннэ Маркузен (1987), регион - это исторически эволюционирующее, компактное территориальное сообщество, которое содержит в себе физическое окружение, социоэкономическую, политическую и культурную среду, а таюке пространственную структуру, отличную от иных регионов и территориальных единиц, таких как город или нация.
С точки зрения политико-властного измерения, регион — это, прежде всего, относительно самостоятельный политический субъект, имеющий свой производственно-экономический потенциал, структуру собственности, природные ресурсы, налоговые поступления и бюджетные финансовые средства (Аюпов Н. А., 2003).
Таким образом, существуют различные определения данного понятия, которые отличаются друг от друга по своей сущности и включают в содержание специфические и узкие аспекты. Ключевыми словами, с помощью которых возможно обобщить понятие о регионе и выделить химические особенности, являются: пространственная структура, физико-географическое положение, культурная, социальная, производственно-экономическая, политическая, экологическая среда.
Регион не может существовать без установления и развития информационных, производственно-технических, социально-экономических, политических и других связей с объектами внешнего для него мира. Устойчивость связей зависит от мобилизации культурного потенциала, динамики социокультурных границ, притяжения региона к мировому сообществу: "регион - это всегда открытая для обменов система постоянного взаимодействия с внешней средой" (Долятовский В. А., 1994).
Суммируя основные признаки, составляющие понятие о "регионе", Э. Б. Алаев (1983) выделяет комплексность, целостность, специализацию и управляемость (или наличие политико-административных органов управления).
Почему же эти признаки являются основополагающими?
Комплексность хозяйства региона означает, в первую очередь, сбалансированность, пропорциональное согласованное развитие производительных сил. Это необходимая взаимосвязь между элементами хозяйства, когда эффективно выполняется основная народнохозяйственная функция - специализация региона, при этом не наблюдается значительных внутрирегиональных диспропорций и сохраняется способность региона осуществлять в своих пределах расширенное воспроизводство на основе имеющихся ресурсов. «Показателем комплексности регионального хозяйства, -указывает И. В. Арженовский (1997), - может быть продукция внутрирегионального производства, потребляемая в регионе; удельный вес продукции межотраслевого применения, степень использования региональных ресурсов».
Целостность региона определяется рациональным использованием его природно-ресурсного потенциала, пропорциональным сочетанием различных отраслей, формированием устойчивых внутрирегиональных и межрегиональных производственных и технологических связей, наличием особого сообщества людей с определенными традициями, определенным образом жизни.
Комплексность и целостность служат предпосылкой относительного обособления регионов в рамках народного хозяйства страны. Они проявляются в том, что часть воспроизводственных связей ограничивается данной территорией, на этой основе образуется относительная "самостоятельность". Для определения региональной специализации, по мнению регионоведов (Гладкий Ю. Н., Чистобаев А. И., 2000; Родионова И. А., 2003), наиболее существенными показателями являются индексы уровня специализации региона по отраслям, эффективности специализации и общий индекс специализации (произведение предыдущих частных индексов).
Важным признаком региона является и его управляемость, которая непосредственно связана с административно-территориальным делением РФ. Следует подчеркнуть, что управляемости в определенной степени способствует целостность региона, ибо административно-территориальные органы должны обеспечивать координацию (управление) всех элементов общественного хозяйства: материального производства, природно-ресурсных потенциалов, инфраструктуры, трудовых ресурсов и т.д. (Арженовский И. В., 1997).
Таким образом, регион - важнейший объект современного общества. Это обязывает исследователей разобраться в сущности данного понятия. Мало того, совершенно очевидно и закономерно, что понятие "регион" неодинаково трактуется авторами в разных областях науки. Учитывая многообразные подходы, нельзя не заключить, что регион - это полифункциональное образование, находящееся в стадии эволюции, включающее в себя различные составляющие: социальные, правовые, производственно-экономические, культурные, экологические и т.д.
Рассмотрев сущность и составляющие понятия о регионе, важно еще отразить ценностный и оценочный компоненты, с помощью которых можно дать комплексную характеристику конкретного региона, с химической её составляющей. Анализ вузовских учебников (Родионова И. А., 2003; Кистанов В. В., Копылов Н. В., 2002; Гранберг А. Г., 2000; Региональная экономика..., 2004; Игнатов В. Г., Бутов В. И., 1998) показал, что для характеристики региона необходимо рассмотрение таких показателей, как население, ресурсный потенциал, хозяйственный комплекс (рис. 1). Данные аспекты являются, в свою очередь, выражением культурных, духовных, нравственных ценностей в национально-региональном и общечеловеческом понимании. Проанализируем и представим данные аспекты применительно к Республике Мордовии.
Содержание регионализации химического образования
Содержание регионализации химического образования является важнейшим звеном в системе обучения учащихся. Историко-, геолого-, биолого-, эколого-химический и химико-технологический аспекты регионального компонента, мы, вслед за ведущими дидактами И. Я Лернером и М. Н. Скаткиным, раскрываем с использованием взаимосвязанных и относительно самостоятельных критериев: 1) знаний; 2) умений; 3) опыта творческой деятельности; 4) опыта эмоционально-ценностных отношений.
Чтобы определить данные ключевые элементы в связи с изучением химии и ее регионального компонента, рассмотрим их сущность.
В литературе знание определяется неоднозначно, возможны разные подходы к его толкованию. В философских словарях понятие "знание" определяют как "идеальное воспроизведение в языковой форме объективных, закономерных связей практически преобразуемого объективного мира" (Краткий философский ..., 2001). Другой словарь определяет знание как "идеальное воспроизведение в языковой форме объективных, закономерных связей практически преобразуемого объективного мира" (Философский ..., 2004). В педагогической энциклопедии это понятие выражается как "продукт познания (представления, понятия) людьми предметов и явлений действительности, законов природы и общества (Педагогика школы ..., 1977). Близкие определения встречаются и в других источниках. И. Я. Лернер (Дидактические ..., 1982) справедливо отмечает, что все определения верны, но недостаточно точны, так как игнорируют процесс усвоения, который имеет свои этапы. Он выделяет три уровня усвоения знаний:
1) осознанное восприятие информации об объекте усвоения и запоминание ее;
2) усвоение способов применения знаний по образцу;
3) готовность учащихся творчески применять усвоенную информацию в новой незнакомой ситуации.
Для первого уровня понятие "знание" определяется как "осознанно воспринятая и зафиксированная в памяти объективная информация о тех или иных объектах действительности. Знание на втором и третьем уровнях — это объективная информация об объекте, усвоенная до уровня осознания его внешних и внутренних связей, путей включения информации и готовность применить ее в сходных и незнакомых ситуациях.
Химические знания выражаются через термины, понятия, факты, законы и теории. Каким же образом можно представить систему химических понятий? Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся к работам отечественных методистов, в которых обсуждается система химических понятий.
Наиболее глубокая разработка обозначенной проблемы представлена в работе Н. Е. Кузнецовой (1989). Автор подробно освещает общие вопросы теории понятий и методологии их формирования, методологические основы систем понятий в развивающем обучении. Дефиницию "понятие" исследователь характеризует как обобщенную форму отражения в мышлении предметов и явлений действительности и связей между ними посредством фиксации общих и специфических, существенных признаков и отношений. Особо Н. Е. Кузнецова выделяет семь основных принципов, на основе которых должен быть осуществлен отбор понятий, включаемых в состав содержания обучения химии. Таковыми являются принципы: 1) познавательной значимости и дидактической ценности понятий; 2) принадлежности понятия к одной и более теоретическим системам курса в качестве их элемента, связанного с другими; 3) существования в науке аналога дидактического понятия; 4) прямой или опосредованной связи с наблюдаемыми фактами; 5) минимального, но достаточного для образования и конкретизации понятия числа объектов и фактов; 6) разностороннего изучения и многократного применения понятия; 7) учета его роли в воспитании и развитии учащихся. По анализу содержания курса химии, с учетом вышеизложенного, было выделено пять групп систем понятий курса химии:
1) системы и подсистемы понятий об объектах и явлениях, раскрывающих химическую картину природы (об элементах, веществах, их состояниях и дисперсных системах, химических реакциях);
2) системы понятий о химических закономерностях и взаимосвязях;
3) системы понятий о методах познания;
4) система политехнических знаний и подсистемы их понятий;
5) система мировоззренческих обобщений.
В методике формирования понятий в курсе органической химии особую ценность представляет работа И. Н. Черткова (1990). Учитывая теоретические уровни познания вещества, он выделяет следующие: понятие о теории химического строения; понятие об электронной теории; стереохимические понятия; понятия о закономерностях химических реакций; понятие о высокомолекулярной химии.
Д. М. Кирюшкин (1968) предлагает к основным химическим понятиям относить вещество и химическую реакцию. Но данная классификация, на наш взгляд, менее точно выражает суть изучаемого химического содержания.
Н. С. Ахметов (1995) отмечает, что необходимо давать современную трактовку химических понятий в школе. К наиболее важным фундаментальным понятиям курса химии он относит понятия о: молекуле, валентности, степени окисления и о скорости реакции.
Итак, в теории химического образования выделению изучаемых в школе химических понятий уделяется серьезное внимание. Выражая их элементы, исследователи исходят из состава основ химической науки. Этот подход используется и нами при определении химических понятий, включая региональную составляющую. Представленный опыт выражения химического содержания является ценным, однако ни один из них не дает обобщенной и комплексной картины о его региональной составляющей в области химии для учащихся 8-9 классов. С опорой на приведенные аналитические материалы и разработанную нами концепцию регионализации химического образования выразим главные группы понятий. Представление о них облегчает нам разработку содержания регионального компонента. Мы выделяем три главные группы понятий, а именно: гносеологические - методологические и историко-научные; основные химические - фундаментальные, химико-технологические, химико-математические, вспомогательно-химические - эколого-химические, геолого-химические, биолого-химические, вокруг которых объективно возможно концентрировать региональное химическое содержание
Анализ результатов констатирующего исследования о состоянии химической подготовки учащихся
С целью проверки уровня сформированности знаний, умений, эмоционально-ценностных отношений и опыта творческой деятельности регионального компонента химического образования по разработанным методическим рекомендациям, а также влияния регионального компонента на усвоение учащимися химических знаний было проведено педагогическое исследование, которое осуществлялось в ряде средних общеобразовательных учебных заведений. Данные о школах представлены в таблице 16. экспериментальных) — на формирующем этапах. В данном разделе представлены результаты констатирующего исследования.
В рамках констатирующего этапа была проведена проверка, с учетом региональных материалов, по всем четырем компонентам содержания химического образования - знаниям, умениям, ценностным отношениям и опыту творческой деятельности, которые были сформированы по традиционной методике проведения уроков химии с использованием регионального компонента. В ходе исследования учащиеся выполняли учебные действия различной степени сложности. Эти действия выполнялись школьниками в соответствии с проектом образовательной области "Химия" учебных стандартов школ России. Вопросы и задания были составлены таким образом, чтобы учащиеся могли называть, определять, характеризовать, объяснять химические явления, изменения окружающей действительности, протекающие под влиянием химических превращений, а также проводить химические опыты и необходимые расчеты. Подчеркнем, что при исследовании уровня знаний учащихся нами преимущественно использовались учебные действия: называть, выделять; умений - анализировать, обобщать, решать задачи, объяснять; эмоционально-ценностных отношений - оценивать, выражать свое мнение; опыта творческой деятельности — преобразовывать химическую информацию, проводить эксперимент (опыт) и необходимые расчеты. Обучаемым были предложены задания по вариантам, содержание которых представлено в приложении 3.
Для оценки ответов учащихся мы использовали следующие критерии знания:
1 - полный ответ (обозначены все правильные варианты ответа);
2 - неполный ответ (указан один вариант ответа из нескольких или
выбран один правильный, один неправильный);
3 - неправильный ответ (нет ответа или обозначен неверный).
На первом этапе педагогического исследования необходимо было выяснить уровень сформированности химических знаний с учетом регионального компонента. Материал регионального содержания вводился учителями фрагментарно и изучался учащимися несистематически. Для выполнения 6 тестовых заданий учащимся отводилось 15 минут. Результаты тестирования представлены в сводной таблице 17.
Полученные результаты (табл. 17) показывают, что школьники имеют сравнительно невысокий уровень сформированности химических знаний и затрудняются их использовать для решения заданий, связанных с химическими особенностями региона. Представим качественный анализ результатов тестирования.
Химический состав глины учащиеся рассматривали в 9 классе при изучении темы «Кремний и его соединения». Однако при выполнении 1 задания (вариант 1) только 27 % школьников выбрали правильный вариант ответа (таблица 17). Исходя из этого следует сделать вывод, что выпускники в своем большинстве не знают, что глина образована не из солей, а из оксидов железа (II, III), алюминия, кремния. В ходе бесед с учителями и учащимися было выяснено, что на занятиях информация о природных соединениях (глина, песок, известняк) не дополнялась сведениями регионального характера. Образцы глин, встречающихся на территории Мордовии, учащимся не демонстрировались, поэтому данный материал, имеющий прикладное значение, усваивался учащимися недостаточно.
В обязательном минимуме содержания основного общего образования по химии отмечено, что выпускник основной общеобразовательной школы должен характеризовать свойства и области применения металлических сплавов (чугуна, стали, дюралюминия). Однако ответы тестируемых на 1 вопрос (вариант 2) показали, что 68 % выпускников не знают химический состав чугуна и стали. Из них около 5 % выбрали ответ "железное литье", несмотря на то, что такого не существует. Только 32 % учащихся отметили, что из бурого железняка, встречающегося на территории Мордовии, до конца XVIII в. получали чугунное литье. Представление о сформированности уровня химических знаний будет неполным, если мы не рассмотрим, как учащиеся ориентируются в материале, отражающем вопросы химической технологии производства цемента и стекла (АО "Мордовцемент", производственное объединение «Светотехника») в регионе. Вопрос, связанный с описанием основных реакций, характеризующих процесс варки сырьевой смеси для. получения стекла (задание 2, вариант 1), вызвал у учащихся затруднения. В двух вариантах ответа (а, в) были неправильно представлены продукты реакции, однако 71 % выпускников выбрали именно их. Только 29% учащихся предложили правильный вариант ответа.
При определении основных химических процессов производства цемента (задание 2, вариант 2) только 25 % выпускников отметили реакции, связанные с обезвоживанием глины, разложением известняка и образованием силикатов кальция. Остальные 75% представили неправильный ответ.
Данные показатели объясняются тем, что учащиеся недостаточно знают свойства химических соединений кремния, и поэтому они затрудняются с написанием соответствующих химических реакций. Учителя-предметники отметили, что на занятиях они рассматривали основы технологии силикатной промышленности (производство стекла, керамики, цемента — 2 ч.) Однако из сведений регионального характера включали только информацию по размещению предприятий на территории Мордовии и ассортименту выпускаемой продукции. Полученные факты позволяют утверждать, что при проведении занятий данных сведений регионального компонента недостаточно для повышения мотивации изучения химии, формирования знаний по основам химической технологии.
