Актуальные проблемы химического образования



PDF просмотр
страница7/20
Дата25.08.2017
Размер5,01 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   20
Живейнова О.Г.
Московская государственная академия тонкой химической технологии
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
КАК КОМПОНЕНТ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
Столкнувшись с глобальными проблемами
(экологическими, экономическими, демографическими и др.), угрожающими существованию всего человечества, люди приходят к осознанию того, что они живут во взаимосвязанном едином мире и сохранение этого мира является наиболее важной задачей, когда–либо стоявшей перед человечеством.
Современная эпоха показала, что научный разум, ориентированный на физические критерии силы и технократические критерии роста и потребления и лишенный гуманистических ориентиров, способен обернуться против человечества. Научный разум обнаружил техническую и теоретическую мощь и в то же время – нравственную, гуманистическую беспомощность.
Характеризуя суть современного информационного кризиса, исследователи соотносят его с кризисом восприятия, с кризисом способа самоопределения человека, с изменением фазы антропогенеза. Для его преодоления необходимо фундаментальное изменение нашего мышления и ценностей.
Духовные причины кризисов лежат в языковой сфере и связаны с искажением, подменой или утратой многих важнейших понятий, составляющих ядро личности. Огромное значение в образовательно- воспитательном процессе придавал родному слову выдающийся русский педагог К.Д.Ушинский. «Усваивая родной язык, ребенок усваивает не одни только слова, их сложение и видоизменение, но бесконечное множество понятий, воззрений на предметы, множество мыслей, чувств, художественных образов, логику и философию языка – и усваивает легко и скоро, в два-три года, столько, что и половины того не может усвоить в двадцать лет прилежного и методического учения. Таков этот великий народный педагог – родное слово!» [2].
Резкое увеличение объема информации во всех областях знаний, ускорение темпов внедрения достижений науки и техники в народное хозяйство требует от современного специалиста систематического обновления знаний.
Необходимо создание условий для самореализации, самоопределения личности учащегося в пространстве современной культуры, способствующей раскрытию творческого потенциала личности, ценностных ориентаций и нравственных качеств с последующей их актуализацией в профессиональной и общественной деятельности. Данный подход ставит акцент на качествах личности, обеспечивающих ее саморазвитие и развитие общества, так как от

68 культуры, образованности, интеллекта, профессионализма, эффективной деятельности личности зависит качество жизни общества.
Нами установлено, что основными условиями реализации гуманистического подхода к образованию, и, особенно, к естественнонаучной его составляющей является организация деятельности по обучению школьников самостоятельной работе. Организация самостоятельной работы в рамках разработанного подхода предусматривает: умение работать с различными источниками информации;
«вдумчивое» чтение, подразумевающее постепенное включение учащегося в исследовательскую деятельность и стремление к объединению естественнонаучного и гуманитарного представлений о мире.
Для специалиста, особенно современного, очень важным является умение работать с литературой. Даже в эпоху Возрождения чтение являлось важнейшим источником образования.
Чтение художественной, публицистической литературы
– это
«включение» собственного мыслительного процесса в мысли и идеи автора. Без такого включения нет и чтения. Степень включения – показатель гуманитарного развития личности.
Научно-техническая литература приобщает читателя к таким природным и техническим явлениям, при которых непосредственное присутствие человека принципиально исключено. Это означает, что существуют области природы и техники, которые всегда остаются вне конкретночувственного образа, господствующего в художественной литературе, как-то: корпускулярно- волновая природа электрона, n-мерное пространство, физический вакуум,
«черные дыры» т т.д. Но знания обо всем этом есть и усваиваются они, прежде всего, из научно-технической литературы.
В процессе чтения научно-технической литературы человек включается сначала интуитивно, а потом вполне осознанно с помощью умозаключений
(которые в инженерных учебниках имеют математическую форму), получая понятия, т.е. знания о природных и технических явлениях как целостных образованиях, которые никогда не предстанут перед нами в адекватных чувственно-конкретных образах.
Научно-техническая литература, в отличие от гуманитарной, является учебником теоретического мышления, которое зиждется на понимании того, что есть мир, «не поддающийся» художественному пониманию, есть мир ни на что обыденно-знакомое не похожий, но, тем не менее, реально существующий. Без понимания этого не может быть всесторонне развитой личности.
То есть, можно сказать, что художественная и научно-техническая литература не несут в себе по отдельности «функций учебника жизни» и
«учебника теоретического мышления». В каждой есть элементы того и другого, и каждый вид литературы выполняет свою функцию в едином естественнонаучном образовательном процессе, то есть учащегося

69 необходимо научить правильно читать, вести простейшие виды записей, составлять планы выступления, доклада, реферата.
Проблема организации самостоятельной работы остается не до конца разрешенной средней школой, что порождает сложности при обучении в вузе, где

75% знаний студенты получают в процессе самостоятельной работы.
Венцом обучения школьников культуре самостоятельной работы является включение их в исследовательскую деятельность. Эта работа может принимать различные формы от самообразования, предполагающего подготовку реферата по интересующей научной теме, до проведения экспериментальной работы. Задача «научить учиться» является не менее важной, чем создание блока специализированных знаний.
Исследовательская работа приводит к развитию творческих способностей, готовности к научной и поисковой активности, что способствует формированию у будущих специалистов аналитического мышления, интереса к научному познанию.
При организации самостоятельной работы преподаватель оказывает практическую помощь учащимся в овладении навыками научного исследования, с учетом индивидуальных способностей каждого.
Одним из основных умений будущих студентов во всех видах самостоятельной работы является умение извлекать информацию из различных источников (как традиционных – лекции, учебные пособия, статьи, так и нетрадиционных – компьютеризованные банки данных). Как показывает практика, наиболее трудным для студентов является именно извлечение информации из печатных источников и фиксация в конспектах.
Поэтому и необходима самостоятельная работа по подготовке рефератов, самостоятельный поиск литературных источников, последовательное изложение материала, раскрывающего содержание данной темы.
Для работы над текстом реферата предлагался алгоритм «вдумчивого» чтения:
1. Библиографическая идентификация источника: автор литературного источника, название книги, статьи, место издания, название издательства и год публикации.
2. По мере чтения: выписать главные мысли (основное поле листа); не пропускать ни одного незнакомого слова, выражения (выписывать на большом левом поле листа, сопоставляя со значением слова, определенным по справочной литературе); записывать все возникающие вопросы, указывая страницу, абзац
(основное поле листа, можно выделить цветом или подчеркиванием); отмечать более интересные и нужные для вас факты, аргументы, понятия; ознакомившись с каким-нибудь научным фактом или гипотезой, найти свое объяснение этому факту;

70 3. После прочтения: отметить сложные моменты, созданных текстовых фрагментов, чтобы получить консультацию у преподавателя; сформулировать своими словами содержание реферата, подтвердить их цитатами; подготовить черновой вариант реферата для обсуждения его с преподавателем; с учетом замечаний подготовить конечный вариант реферата; подготовить текст, для выступления (интересные, ключевые моменты), выступить перед аудиторией.
Такое «вдумчивое» чтение может привести к рождению новых идей, к выяснению ошибок или неточностей в своих знаниях, а главное – к самосовершенствованию. Особенное значение уделяется представлению конечных результатов самостоятельной исследовательской деятельности.
Часто, к сожалению, учащиеся просто зачитывают рефераты перед аудиторией, что значительно снижает интерес к изученному материалу.
Организуя самостоятельную работу, педагог должен довести до сознания учащихся, что текст доклада и текст реферата – не одно и то же. Создание текста выступления – отдельный этап работы юного исследователя.
Огромное значение здесь имеет постановка проблемы или проблем, которые вызывают дискуссию после выступления. Нужно приучить учащихся к мысли, что выступление лишь тогда удачно, когда оно порождает последующие вопросы, столкновения мнений.
В ходе организации дискуссии реализуются познавательные интересы учащихся, вырабатывается умение анализировать факты, информацию, их интерпретацию, правильный подбор необходимых данных для обоснования и выводов. Кроме того, дискуссионные методы развивают умения и навыки устной речи, в определенной мере и ораторское мастерство, гибкость мышления и его выражения в наиболее полной словесной (вербальной) форме.
Конечно, творчество учащихся не сводится только к реферированию. Это многогранный процесс, постоянно предстающий в новых формах. Хорошо иллюстрирует процесс связи гуманитарной и естественнонаучной культуры задание, предложенное учащимся 10 классов при изучении строения атома, квантовых чисел и периодической системы элементов Д.И.Менделеева.
Учащимся было предложено охарактеризовать литературно (рассказ, сказка) свойства одного из элементов 1-4 периодов ПС. Конкретным воплощением этой идеи явилось создание ученицей 10 класса гимназии № 1532 Ольгой
Старостиной сказки о мудром кальции [1].
Наиболее сильным учащимся предлагается научно - экспериментальная работа по исследованию экологических объектов и влиянию на них различных факторов. Примером такой работы является работа по теме
«Витамины: и школьник здоров?» (выступление на Ярмарке идей в ЮЗАО).

71
Научно-исследовательская работа позволяет формулировать цели и задачи исследования, способствует появлению навыков статистической обработки полученных результатов. Кроме того, становится внимательнее отношение учащихся к окружающей среде, возрастает интерес к процессам, происходящим в живой природе. А главное – учащиеся, беря задачи для разработки из окружающей действительности, приходят к пониманию значения естественнонаучного знания в жизни человека, осмысляя, таким образом, гуманистический концепт образования. Экспериментальной базой исследования были: гимназия № 1532 г. Москвы и лицей «Авогадро», основанный на базе Московской академии тонкой химической технологии, и решающий, во многом, задачи профилизации общего образования.
Образование становится более эффективным, когда в основу его положены опирающиеся на науку представления о путях формирования человека, как единицы природы, что невозможно без знания механизмов усвоения культуры.
Литература:
1. Старостина О. Сказка о мудром кальции. // Старостина О. «Юный химик». №4. – М., 2006.
2. Ушинский К.Д. Родное слово /К.Д. Ушинский //Избр. пед. соч. Т. 1 –
М.: Педагогика, 1974.



Жилин Д.М.
Московский институт открытого образования

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АППАРАТА ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ
В ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА УЧЕБНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ХИМИИ
Проблема эффективной организации процесса познания давно занимает умы педагогов и методистов, но до сих пор не решена. В последние нес- колько десятков лет на Западе получили развитие когнитивные теории, рассматривающие процесс познания как процесс обработки и хранения информации. В частности, активно используется понятие «познавательной нагрузки» (объѐма информации, загружающего рабочую память с ограни- ченной емкостью) и «пласт познания» (объект, хранящийся в долговре- менной памяти, с которым рабочая память работает как с единым целым) [1].
Однако большинство авторов, оперируя с указанными понятиями, не оценивают количественно ни познавательную нагрузку, ни объѐм пластов познания. Более того, в обучении химии когнитивные теории вообще почти не используются. Между тем, организация учебного материала по дидактическому принципу «от простого к сложному» и приведение сложности материала в соответствие со способностями учащихся требуют количественной оценки сложности материала. Кроме того, измерение

72 сложности задачи, которую решил школьник, позволит оценивать его знание в абсолютной шкале, без использования сильных и не вполне обоснованных посылок, на которых базируются современные педагогические измерения [2].
Нужный для этого инструмент может дать теория информации.
Интересно, что этот аппарат использовался в самом начале становления когнитивных теорий [3], но потом от него отошли. В частности, сложность химических уравнений можно оценить по количеству информации, которая в них содержится. Для этого информация I
i
, которую несет i-й химический символ, рассчитывается по формуле
I
i
= -log
2
p
i
, где p
i
– частота встречаемости данного символа в языке [4]. Для оценки количества информации, которые несѐт каждый символ химического языка, мы проанализировали их частоты встречаемости соответствующих символов в учебнике [5]. Результаты приведены в Табл. 1.
Таблица 1.
Частотная таблица символов химического языка, составленная по [5]
Символ
Кол-во символов
Вероят- ность p
i
I
i
, бит
Символ
Кол-во символов
Вероят- ность p
i
I
i
, бит
O
960 0.1511 2.73
[
19 0.0030 8.39 2
(индекс) 856 0.1347 2.89
]
19 0.0030 8.39
H
675 0.1062 3.23

18 0.0028 8.46
+2 362 0.0570 4.13
Ag
18 0.0028 8.46
+
357 0.0562 4.15
Cr
18 0.0028 8.46
=
355 0.0559 4.16
Pb
18 0.0028 8.46 3
(индекс) 285 0.0449 4.48
Al
16 0.0025 8.63
S
227 0.0357 4.81 6
(индекс)
14 0.0022 8.83 4
(индекс) 217 0.0342 4.87
Br
14 0.0022 8.83
Cl
211 0.0332 4.91
+8 13 0.0020 8.93
N
179 0.0282 5.15
B
12 0.0019 9.05
Na
147 0.0231 5.43
Ba
12 0.0019 9.05
C
135 0.0212 5.56 7
(индекс)
11 0.0017 9.17
K
112 0.0176 5.83 5
(индекс)
8 0.0013 9.63
+3 106 0.0167 5.91
Bi
8 0.0013 9.63

90 0.0142 6.14

4 0.0006 10.63
(
83 0.0131 6.26
+10 4
0.0006 10.63
)
83 0.0131 6.26
Be
4 0.0006 10.63
+4 75 0.0118 6.40
Ge
4 0.0006 10.63
Ca
70 0.0110 6.50
Ti
4 0.0006 10.63 t

(условие
)
67 0.0105 6.57
Xe
4 0.0006 10.63
Si
50 0.0079 6.99
+7 3
0.0005 11.05
F
38 0.0060 7.39
+12 2
0.0003 11.63
Zn
36 0.0057 7.46 17
(индекс) 2 0.0003 11.63
Fe
35 0.0055 7.50 35
(индекс) 2 0.0003 11.63

35 0.0055 7.50
Au
2 0.0003 11.63

73
+6 31 0.0049 7.68
Pt
2 0.0003 11.63
I
31 0.0049 7.68 8
(индекс)
1 0.0002 12.63
Sn
31 0.0049 7.68 12
(индекс) 1 0.0002 12.63
Mn
29 0.0046 7.78

1 0.0002 12.63
P
28 0.0044 7.83
p(условие) 1 0.0002 12.63
Cu
26 0.0041 7.93
+11 1
0.0002 12.63
+5 24 0.0038 8.05
+16 1
0.0002 12.63
As
23 0.0036 8.11
+18 1
0.0002 12.63
Mg
22 0.0035 8.17


Информация, которую несет уравнение, есть сумма количеств информации в каждом символе.
Данный метод позволяет не только оценить сложность уравнения, но и рассчитать эффективность сжатия учащимся химической информации, что можно считать объективной мерой его знаний по химии. Когда учащийся выводит продукт реакции по реагентам (или реагенты по продуктам), количество информация в написанном уравнении больше, чем в исходном задании.
Это значит, что учащийся проводит декомпрессию
(разархивирование) информации. Чем меньше отношение исходной информации к итоговой (степень сжатия), тем эффективнее декомпрессия, а значит – тем лучше учащийся владеет химическими теориями, которые можно рассматривать как алгоритмы декомпрессии информации.
Эти рассуждения также применимы к оценке эффективности тестовых заданий. Чем больше отношение информации, содержащейся в ответе, к информации, содержащейся в условии, тем большая декомпрессия информации требуется, тем эффективнее использование информации в вопросе. Это показывает всю неэффективность тестовых заданий с выбором ответа. Если требуется выбрать один ответ из четырех равновероятных, то данный ответ несет 2 бита информации. При этом формулировка вопроса содержит гораздо больше информации. Для заданий, сформулированных на русском языке еѐ можно приближенно оценить, приняв, что один символ в среднем несѐт один бит информации [6]. Для заданий, содержащих химические символы, она оценивается из таблицы 1.
Вышеприведенные рассуждения применимы к так называемой синтаксической информации, которая может как нести смысл для учащегося, так и не нести его. Она позволяет оценить сложность материала, но не позволяет оценить его применимость к решению задач. В последнее время активно развивается семантическая теория информации, базирующаяся на определении смысла информации как основания для принятия решения. Для того, чтобы знание было осмысленным, синтаксическая информация должна превратиться в семантическую, то есть приобрести смысл для учащихся.
Оценка эффективности данного перехода есть, видимо, оценка эффективности процесса обучения. Вопросы измерения семантической информации и еѐ соотнесения с синтаксической – тема дальнейших исследований.

74
Литература:
1. Chandler P., Cooper G., Pollock E., Tindall-Ford S. (1998). Applying
Cognitive
Psychology
Principles to
Education and
Training. http://www.aare.edu.au/98pap/cha98030.htm.
2. Hambleton, R. K., Jones, R. W. (1993). Comparison of Classical Test Theory and Item Response Theory and their Applications to Test Development.
Educational Measurement: issues and practice. 12 (3) 535-556.
3. Miller J.A. (1956) The Magical Number Seven, Plus or Minus Two. Some
Limits on Our Capacity for Processing Information. Psychological Review. 101 (2)
343-352.
4. Яглом А.М., Яглом И.М. (2000). Вероятность и информация. М.: УРСС.
5. Глинка Н. (1984). Общая химия. Л.: Химия.
6. Пиотровский Р.Г. (1968). Информационные измерения языка. Л.:Наука.

Жильцова О.А.
Московский институт открытого образования

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТНОЙ И ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ
Важным принципом развивающего образования в школе является демонстрация учащимся конструктивных путей решения актуальных проблем современного общества. Одним из способов реализации данного принципа может выступить организация исследовательской и проектной деятельности школьников в естественнонаучной области – направление, которое следует отнести к современным инновационным образовательным технологиям.
Данное научно-практическое направление требует последовательного решения сразу нескольких сложных дидактических задач:
1.
Использование учащимися базовых естественнонаучных знаний и умений, усвоенных ими на уроках, для формулировки и поиска решений разнообразных проблем.
2.
Многоаспектное рассмотрение сложных объектов с точки зрения нескольких наук: химии, физики, биологии и т.д.
3.
Повышение общей компетентности учащихся в естественнонаучной области, формирование способности самостоятельного критического анализа предлагаемых и используемых в настоящее время производств и технологий.
4.
Участие в социально-значимой деятельности, развитие способностей работы в творческом коллективе и способностей к самостоятельной поисковой деятельности.
5.
Освоение начальных понятий об особенностях, структуре, функциональных характеристиках исследовательской и проектной деятельности.

75
Подходя к рассмотрению возможностей организации проектной и исследовательской деятельности школьников, следует обозначить общие черты и различия в вышеназванных понятиях. И проектная, и исследовательская деятельность достаточно часто встречаются в практике работы средних школ, однако термины, обозначающие данные процессы, все еще не нашли своего четкого определения. С нашей точки зрения, и исследовательские, и проектные виды деятельности доступны школьникам и чрезвычайно значимы в системе среднего образования. Они имеют как общие характеристики, так и различные, специфические черты.
К общим характеристикам следует отнести:

общественно-значимые цели и задачи исследовательской и проектной деятельности (как правило, результаты исследовательской, а в особенности, проектной деятельности имеют конкретную практическую ценность, предназначены для общественного использования);

структуру проектной и исследовательской деятельности, которая включает следующие общие компоненты:

анализ актуальности данных работ,

целеполагание, формулировка задач, которые следует решить,

выбор средств и методов, адекватных поставленным целям,

планирование, определение последовательности и сроков этапов работ,

собственно проведение проектных работ или научного исследования,

оформление результатов работ в соответствии с замыслом проекта или целями исследования;

представление результатов работ в пригодном для использования виде;

требование высокой компетенции разработчиков проектов и исследований в выбранной сфере, их творческой активности, собранности, аккуратности, целеустремленности, высокой мотивации;
Важно отметить, что итогами проектной и исследовательской деятельности являются не только предметные их результаты, но и интеллектуальное, личностное развитие школьников, рост их компетенции в выбранной для исследования или проекта сфере, формирование умений сотрудничать в коллективе и способностей самостоятельной работы, уяснение сущности творческой исследовательской или проектной работы.
Вместе с общими чертами существуют и значительные различия проектной и исследовательской деятельности, которые, с нашей точки зрения, заключаются в следующем. Сущность любой проектной деятельности можно обозначить русским словом «замысел». Семантическое наполнение этих двух терминов, с нашей точки зрения, наиболее близко.
Таким образом, любой проект направлен на получение вполне конкретного задуманного, замысленного разработчиком результата – продукта, обладающего определенной системой свойств, предназначенного для конкретного практического использования. Тогда как в ходе научного исследования, как правило, организуется поиск в какой-то определенной

76 области, и при этом на начальном этапе лишь обозначается направление исследования, может быть, формулируются отдельные (далеко не все) характеристики итогов работ.
Реализацию проектных работ предваряет точное умозрительное представление будущего продукта, разработчик предварительно проектирует в умственном плане результаты проектных работ и только после этого приступает собственно к исполнительному этапу деятельности. Результат проекта должен быть точно соотнесен со всеми характеристиками, сформулированными в его замысле. Тогда как на начальных этапах исследовательской деятельности формулируется лишь гипотеза, то есть научное допущение или предположение, истинностное значение которого неопределенно. Научная гипотеза выдвигается всегда в контексте развития данной области научных знаний, для решения какой-либо конкретной проблемы, следовательно, формулировка гипотезы всегда сопряжена с постановкой проблемы исследований. Осознание научной проблемы и ее формулировка значимый этап исследовательской деятельности. Итак, логика построения исследовательской деятельности требует, в обязательном порядке, формулировку проблемы исследования, выдвижение гипотезы (для решения этой проблемы) и последующую экспериментальную или модельную проверку выдвинутых предположений.
Значимой особенностью исследовательской деятельности, существенно отличающей ее от проектной, является то, что научное исследование может привести к самым разным, иногда и неожиданным результатам – в научной среде говорят: «отрицательный результат, тоже результат». То есть исследователь зачастую не может прогнозировать всех точных характеристик результата своей деятельности, часто не знает, всех сфер, где итоги его работы смогут найти свое практическое применение. Основные задачи исследователя – добросовестно и аккуратно провести научный поиск, получить достоверные результаты, найти им разумную интерпретацию, сделать доступными для других специалистов, работающих в данной области. В противоположность исследовательской деятельности результат проектных работ всегда точно определен: трудно себе представить, чтобы проектировщик замыслил произвести автомобиль, а изготовил телефон…
Не следует забывать, что реализация проектной деятельности требует значительного творческого потенциала от разработчиков – зачастую, не меньшего, чем при исследовательской работе. Один и тот же продукт проектной деятельности, выполненный разными разработчиками, хотя и отвечает всем заданным требованиям проекта, но может отличаться по некоторым деталям, дизайну и т.п. Все это следует отнести к творческому потенциалу тех, кто его выполнил.
Основные этапы проектной и исследовательской деятельности школьников.

77
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   20


База данных защищена авторским правом ©stomatologo.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница