Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретические аспекты проблемы осуществления связи преподавания химии с жизнью в школьном курсе химии.
1.1. Отражение принципа связи обучения с жизнью в методической литературе .9-22
1.2. Принцип региональности как основа осуществления связи химии с жизнью. 22-31
1.3. Роль факультативных курсов в реализации идеи связи преподавания химии с жизнью 31
Выводы по I главе. 43-44
Глава 2. Построение содержания и методика изучения факультативного курса "Химия минералов".
2.1. Критерии отбора и обоснование содержания факультативного курса "Химия минералов". 45-52
2.2. Структурирование содержания факультативного курса "Химия минералов". 53-61
2.3. Связь содержания факультатива с основным курсом химии и с другими предметами. 61-67
2.4. Изучение понятий факультативного курса "Химия минералов". 67-78
Выводы по II главе. 78-79
Глава 3. Экспериментальная проверка эффективности использования факультативного курса "Химия минералов".
3.1. Организация и методика проведения экспериментального обучения факультативного курса "Химия минералов". 80-96
3.2. Изучение развития познавательного интереса учащихся на факультативном курсе "Химия минералов". 97-102
Выводы по III главе. №2-103
Выводы 103-104
Библиография 105-117
Приложение 1 118-123
Приложение 2 124-129
Приложение 3 130
- Отражение принципа связи обучения с жизнью в методической литературе
- Критерии отбора и обоснование содержания факультативного курса "Химия минералов".
- Организация и методика проведения экспериментального обучения факультативного курса "Химия минералов".
Введение к работе
Актуальность исследования. Принцип связи химии с жизнью, будучи достаточно общим, является одним из важнейших для формирования интереса к учебному предмету. В этой связи в единой концепции школьного химического образования, разработанной в 1993 году коллективами МИРОСа и ИОШ РАО (руководители: Г.В. Лисичкин, Е.Е. Минчен-ков), одной из основных идей развития обучения химии отражена идея гуманизации. Реализация данной идеи предполагает необходимость раскрытие связей между химическими знаниями и повседневной жизнью человека, проблемами, возникающими перед ним в различных ситуациях. И поэтому предметом изучения на уроках должна стать не просто химия, а химия по отношению к человеку, к природе, чтобы в каждой изучаемой теме содержался материал, отражающий значение того или иного вещества, той или иной химической закономерности в повседневной жизни.
В исследованиях ученых-методистов еще в 60-е годы обращалось большое внимание на тесную связь содержания школьного курса химии с жизнью учащихся (С.Г. Шаповаленко, А.А. Грабецкий, П.А. Глорио-зов, Т.З. Савич, Т.М. Дризовская, Л.А. Цветков, Р.Г. Иванова и др.). В этих работах указывалось на необходимость привлечения на уроках химии местного материала, сведений из окружающей учащихся жизни. Такого рода учебный материал мог быть отобран учителем на уроки и служить иллюстрацией проявления химических явлений и закономерностей. Наряду с этим учителя организовывали химические кружки, факультативные курсы, на занятиях которых учащиеся занимались химическим краеведением, способствующим активизации учебно-познавательной деятельности.
Начиная с конца 80-х годов для осуществления более тесной связи изучаемого содержания школьного курса химии с окружающей жизнью, во многих дидактико-методических исследованиях стал использоваться
принцип региональности, нацеливающий учителей и методистов на необходимость раскрывать при изучении предмета химические особенности региона и связанную с ними деятельность людей (А.А. Макареня, В.А. Щербакова и др.). Это обусловлено тем, что выпускаемые центральными издательствами программы, учебники, пособия не в состоянии учесть специфику конкретного региона, связи учебного предмета с материалом окружающей школьников природы и производства. Поэтому возникла необходимость создания различных программ и учебников и пособий, отражающих специфику и химическую особенность регионов, знакомить школьников с химическими и горнодобывающими предприятиями, расположенными в регионе.
Существующая практика школьного обучения химии в школах Республики Саха (Якутия) свидетельствует о недостаточной связи изучения химии с жизнью. В результате изучаемый материал становится отдаленным от жизни учащихся, приобретает для них абстрактный характер. Возникает противоречие между необходимостью реализации связи изучения предмета с жизнью и недостаточностью отражения этих связей в содержании курса при изучении химии в конкретном регионе. Это свидетельствует об актуальности проблемы.
Связь химических знаний с жизнью в условиях республики может быть усилена созданием факультативного курса. Факультативный курс, традиционно являющийся условием дифференциации обучения в условиях региональной системы образования может выступать, с одной стороны, как средство совершенствования содержания основного курса химии, а с другой - способствовать обобщению предметных знаний учащихся, связывать их химические знания с жизнью. Тем самым, создание факультативного курса может служить одним из путей решения данной проблемы.
Цель исследования: совершенствание химических знаний и развитие познавательного интереса учащихся к учебному предмету через реализацию принципа региональности.
Объект исследования - преподавание химии в школах республики Саха (Якутия).
Предмет исследования - факультативный курс, разработанный на основе принципа региональности.
Предмет исследования и поставленная цель определили гипотезу исследования: если на основе принципа региональности отобрать содержание, а на его основе создать факультативный курс, включающий сведения о минералах, имеющих определяющее значение для экономики республики, то это позволит:
- улучшить связь формируемых у школьников химических знаний с
окружающей жизнью;
- способствовать повышению их интереса к учебному предмету.
Для достижения цели исследования и проверки гипотезы требовалось решить следующие задачи:
Провести анализ литературы по проблеме осуществления связи преподавания химии с жизнью.
Выявить роль принципа региональности как основы осуществления связи химии с жизнью.
Разработать программу и содержание факультативного курса на основе принципа региональности, являющегося средством отражения связи химии с жизнью в условиях региона.
Разработать методику изучения факультативного курса.
Проверить возможности усвоения учащимися содержания курса и его влияние на развитие познавательного интереса к химии.
Для решения поставленных задач использованы следующие методы: анализ педагогической, психологической, историко-научной и методической литературы по проблеме исследования, моделирование
структуры факультативного курса, анкетирование учителей и учащихся, проведение педагогического эксперимента, анализ работ учащихся.
Методологической основой исследования явились принципы дидактики, концепции содержания общего среднего образования и школьного химического образования, государственный образовательный стандарт основного общего образования.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования определяются тем, что установлена возможность использования принципа регионального! для отбора содержания и конструирования факультативного курса, нацеленного на формирование у учащихся понимания роли химии в жизни общества.
Практическая значимость проведенного исследования заключается в разработке программы, в определении организационных форм, методов и средств обучения факультативного курса "Химия минералов"; в выпуске учебного пособия по данному факультативному курсу для учащихся X-XI классов; в подготовке методических рекомендаций для учителей по организации и проведении данного факультатива.
Достоверность и обоснованность результатов и выводов обеспечиваются достаточной длительностью исследования и объемом выборки испытуемых, результатами педагогического эксперимента, опытом работы преподавателей.
Апробация работы и внедрение в практику. Педагогическое исследование проводилось с 1996 по 2000 годы в школах Республики Саха (Якутия). В педагогическом эксперименте приняло около 200 учащихся 10 классов. Основные положения и результаты исследования обсуждены и одобрены на республиканском конкурсе молодых ученых и аспирантов "Шаг в будущее" (1998г.), на научно-методической конференции Якутского госуниверситета "Национально-региональный компонент образования" (1999г.), на региональной конференции "Совершенствование ее-
тественно-научного образования в общеобразовательных учреждениях на современном этапе" (Улан-Удэ, 1999г.).
По материалам исследования опубликовано 6 работ. Материалы исследования использованы в проведении спецкурса "Методика организации и проведения факультативных курсов по химии" для студентов 5 курса биологического отделения Якутского госуниверситета.
На защиту выносятся:
Обоснование принципа региональное для осуществления связи содержания учебного предмета химии с жизнью.
Разработка программы и построение содержания факультативного курса "Химия минералов" на основе принципа региональное.
Методика изучения факультативного курса "Химия минералов", способствующая совершенствованию познавательного интереса учащихся к химии.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии, приложения.
Отражение принципа связи обучения с жизнью в методической литературе
Содержание естественнонаучного образования и, следовательно, любого учебного предмета представлено системой научных знаний и умений, накопленных человечеством в данной области науки. Однако в учебный предмет отбираются не только теории, законы и понятия, но и отдельные исторические, технологические, социальные и другие факты, которые способствуют осуществлению связи науки с жизнью.
Связь химии с жизнью в содержании учебного предмета показывает использование химических знаний в понимании форм и свойств предметов и явлений повседневной жизни, природы и производства. Установление такой связи в изучаемом содержании способствует лучшему запоминанию и усвоению учащимися химических понятий, законов и теорий, возможности их применения в жизни. Отсутствие этой связи ведет к формальному обучению учащихся и показывает абстрактный характер изучения науки.
В учебной литературе взаимосвязь изучаемого материала с жизнью раскрывается через связи с промышленностью, с сельским хозяйством, с природными объектами и явлениями, а также через осуществление межпредметной связи при изучении объектов окружающей действительности.
В истории методики обучения химии в зависимости от уровня развития самой науки, целей и задач образования реализация этой связи осуществлялась по-разному. Ученые химики и методисты обращали особое внимание реализации связи химии с жизнью в учебном предмете и не представляли обучение без этой связи, которая служила показателем того, что химия является предметом естественнонаучного цикла и изучает окружающую природу на вещественном уровне.
Рассмотрим отдельные исторические примеры осуществления связи обучения химии с жизнью в хронологическом порядке.
М.В. Ломоносов указывал на неразрывность связи химии с практикой, с производством, и утверждал, что теоретические знания должны быть истинными. Этой важной идеей проникнуты его "Слово о пользе химии" [53].
Д.И. Менделеев придавал важное значение формированию у учащихся мировоззрения, поэтому задачу преподавания химии он видел не в простом знакомстве учащихся с основными научными данными и выводами химии, а в формировании умения указывать назначение этих выводов для понимания природы веществ и явлений, а также для применения химических знаний в сельском хозяйстве, технике и других прикладных областях.
Связь химии с жизнью прослеживается в содержании "Основ химии" Д.И. Менделеева. Он считал, что изучение элементов надо начинать с веществ, с которыми человек чаще всего встречается, которые играют большую роль в его жизни и жизни природы, при рассмотрении которых возможна постановка узловых проблем химии [60].
В "Заметках о народном просвещении России" Д.И. Менделеев указывал, что истинное знание не может быть приобретено без многообразной проверки действительностью (наблюдениями и опытом, историей и практикой). Поэтому по его мнению учитель должен иметь не только знание об одном каком-либо предмете, но и широкое общее образование, чтобы показывать учащимся роль химии в картине мироздания.
Как известно, химия как самостоятельный учебный предмет была введена в программы реальных и военных училищ в 1864 году. Основной задачей обучения химии в этих учебных заведениях была подготовка юношей к деятельности в промышленности. Поэтому предмет химии был одним из компонентов политехнического цикла. В учебный план гимназий химия вначале попала в качестве одного из разделов физики (1888г.) и лишь в 1906 году стала самостоятельным учебным предметом [130].
В программе по химии, составленной под руководством СИ.Созонова в 1914 году для реальных училищ, указывалось, что система знаний, которую дает современная химия, необходима для формирования мировоззрения. В этой связи в процессе преподавания химии авторы требовали выполнения целой системы дидактических положений. Одним из таких требований являлась иллюстрация химических знаний примерами из жизни природы, а также примерами химических производств [130].
В проектах программ химии, разработанных в 1920 году петроградской комиссией под руководством В.Н.Верховского и московской -под руководством П.П.Лебедева, также большое внимание уделялось связи обучения химии с жизнью и трудом. Так, в петроградском проекте подчеркивалась необходимость неразрывной связи курса химии с вопросами техники, обыденной жизни и живой природы, особое внимание уделялось в формировании у школьников трудовых навыков и умений пользоваться химическими знаниями [79].
Критерии отбора и обоснование содержания факультативного курса "Химия минералов".
Факультативный курс по химии, связанный с изучением минералов, реализует одно из направлений химической науки - основы геохимии. Однако в настоящее время такого факультативного курса, который рассматривал бы изучение минералов с химической точки зрения в школе отсутствует. Следует отметить, что по географии существует факультативный курс "Основы геологии В.Г. Махлаева и М.И. Каденской [57] и др., в котором изучаются минералы и горные породы.
При разработке факультативного курса "Химия минералов" в значительной мере может быть использован региональный материал о полезных ископаемых. Освоение минеральных ресурсов региона требует комплексного изучения химии минералов, их применения и экологической безопасности отходов горнодобывающей промышленности. Тем самым содержание факультативного курса может быть нацелено не только на формирование у школьников знаний о собственно минералах, но и на совершенствование их общехимических представлений.
В работах многих методистов уделяется большое внимание тесной связи понятий школьного курса химии с науками о Земле (А.А. Грабецкий [15], Ф.Б. Гликина [16], Л.П. Калашникова [37], Г.Г. Диогенов [19] и др.). Ими отмечается, что известные в химии законы можно проиллюстрировать на объектах геохимии.
В школе минералы изучаются на уроках природоведения, географии и химии. В природоведении при изучении темы "О полезных богатствах" учащиеся знакомятся с гранитом, известняком, песком, глиной, торфом, углем, нефтью, природным газом и железной рудой. Главной целью изучения этих минералов является формирование понятия "полезные ископаемые", которые рассматриваются с точки зрения практического применения. По физической географии изучаются понятия литосфера, горная порода, полезные ископаемые как составная часть в строении Земли; по экономической географии - минералы изучаются как необходимые источники топливной, металлургической, химической промышленности [81]. В химии их рассматривают с точки зрения минерального сырья для химического производства.
В школьном курсе химии любое природное соединение входит в систему понятия "вещество". Поэтому в учебниках химии минералы рассматриваются как вещества с примесью, то есть смеси (известняк, глина, мрамор, кварц, малахит, природный газ). Конкретного определения "природное химическое соединение" в школьном курсе химии не приводится.
Минералы являются объектом изучения многих наук - минералогии, кристаллографии, геохимии, космохимии, петрографии, науки о полезных ископаемых, географии и др. В химии почти все неорганические вещества получают из минералов, но объектом изучения являются состав, строение и свойства полученных чистых веществ, их классификация и применение. Изучение чистых веществ на уроках химии необходимо для того, чтобы познакомить учащихся с первоначальными химическими понятиями и законами. В процессе формирования химических знаний учащиеся нередко забывают, что химия изучает природу, что вещества представляют собой природные объекты. Так, если по биологии учащиеся изучают конкретные объекты природы - растения и животные, по физике - электроприборы, физическое тело и др., то в химии изучаются вещества в том идеально чистом виде, в котором они практически не встречаются в природе. Это не значит, что в курсе химии нужно изучать исключительно объекты природы, например, минералы. Изучение их в школьном курсе химии невозможно из-за сложности этих природных объектов. Однако необходимо стремиться любыми способами приближать химию в сознании учащихся к природе. Поэтому одной из задач при создании факультатива "Химия минералов" является формирование в сознании учащихся понимания того, что химия является одной из наук, изучающих природу.
При разработке содержания факультативного курса "Химия минералов" учитывались следующие положения:
1) земная кора имеет определенный состав химических элементов, которые постоянно поддерживаются атомами в основном 88 химических элементов и образуют разнообразные химические соединения;
2) распространенность атомов химических элементов неравномерна; образуемые ими природные химические соединения живой и неживой природы можно исследовать химическими и физико-химическими методами анализа;
3) природные соединения химических элементов неживой природы (минералы, воздух, вода) используются в производстве;
4) изменение состава химических соединений приводит к изменению исходного состояния любой системы (кристалл, живой организм, лес, озеро и т.д.); изменения этих систем приводят к экологическим нарушениям в природе.
В научно-методической литературе, посвященной разработке факультативов, раскрываются принципы отбора содержания для факультативных курсов. Так, И.Н. Чертков отмечает, что наряду с общими принципами отбора содержания (логикой развития науки, учетом ее достижений, политехнического значения материала, его доступности и т.д.), используемых при разработке обычных курсов необходимо учитывать следующее: 1) материал факультатива должен обеспечивать углубленное изучение понятий; 2) факультативный курс должен быть цельным курсом, раскрывающим с определенной глубиной теоретические основы и важнейшие области практического применения веществ; 3) факультативный курс должен быть логически связан с основным курсом [ 129].
Организация и методика проведения экспериментального обучения факультативного курса "Химия минералов".
Экспериментальная работа проводилась в классах естественнонаучного и политехнического профилей в следующих школах Республики Саха (Якутия): средняя школа №31 гЛкутска (соросовские учителя химии высшей категории Т.И.Зорина и Е.В.Мичурина), Майинская гимназия (Заслуженный учитель Республики Саха Л.И.Ларионова), республиканский физико-математический колледж (к.п.н. В.В.Николаева), Таттинская гимназия (соросовский учитель химии А.Н.Матаннанова). Экспериментом было охвачено более 200 учащихся 10 классов.
Для выявления возможности усвоения разработанного содержания факультативного курса мы пользовались традиционной методикой педагогических исследований, используя работы В.П. Беспалько, В.Л. Рысс, А.В. Усовой, А.А. Кыверялга [ 5, 99, 100, 120, 121, 49].
Педагогический эксперимент состоял из нескольких этапов: констатирующего, формирующего (обучающего) и контрольного.
При организации экспериментального обучения проверялась подготовленность учителей к проведению факультативного курса, посвященного изучению химии минералов, проводилось планирование, выбор классов с учащимися одинакового уровня знаний химии и знакомство с методикой обучения, соответствующих обеспечению учебного процесса. Во время беседы с учителями и анкетирования выяснилась необходимость методической помощи в расширении и углублении знаний учащихся, в использовании материала регионального характера в совершенствовании их познавательного интереса к химии.
Констатирующий этап эксперимента проводился с целью установления исходного уровня знаний учащихся, сформированных по неорганической химии в 8-9 классах, и выявления умений применять полученные химические знания для объяснения природных объектов и явлений.
Для установления начального уровня знаний по химии была проведена контрольная работа. Содержание контрольной работы представлено в таблице 6.
Элементы задания №1 не выполнили 14% учащихся, задания №2 -24%, задания №3 - 36%, задания №4 - 0%, задания №5 - 43%, задание №6 -37%. Все элементы контрольной работы выполнили 12% учащихся, которые получили оценку "отлично". Остальные учащиеся по результатам контрольной работы получили отметку "хорошо" - 23%; "удовлетворительно" - 31%; "неудовлетворительно" - 34%. Проведенная контрольная работа показала, что знания учащихся по химии находятся на достаточно низком уровне.
Для выявления умений учащихся применять полученные знания по химии для объяснения природных объектов и явлений была проведена проверочная работа. При составлении вопросов использовались разработанные критерии, которые представлены в таблице 8.
Первые четыре вопроса отражают умение учащихся применять химические знания по содержательной линии "вещество". Первый и второй вопросы показывают знание учащимися вопросов, изученных в курсе химии. Из курса химии они должны знать, что самым распространенным элементом в земной коре является кислород. О распространенности остальных элементов могут сказать только те учащиеся, которые либо самостоятельно пополняют свои химические знания, либо занимаются в кружках или факультативах. По второму вопросу учащиеся должны написать формулы кварца, малахита, магнетита, железного колчедана и других минералов, которые изучаются в школьном курсе.
При ответе на третий вопрос учащиеся должны уточнить происхож дение химических соединений. Формулы минералов, которые упоминают ся в учебнике ничем не отличаются от формул специально полученных ве ществ (реактивов), которые имеются в химическом кабинете школы, на пример, оксидов, сульфидов и др. Нередко учащиеся используют минералы и во время лабораторных работ, например, для получения углекислого га за из мрамора, разложения малахита и др.
