автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Разработка и методика реализации системы элективных курсов по химии в средней школе

Автореферат диссертации по теме "Разработка и методика реализации системы элективных курсов по химии в средней школе"

На правах рукописи УДК 372.854

Пильникова Наталья Николаевна

РАЗРАБОТКА И МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТИВНЫХ КУРСОВ ПО ХИМИИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

Специальность: 13.00.02 — теория и методика обучения и воспитания (химия, уровень общего образования)

11 ПАР 2015

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

005560234

Санкт-Петербург 2015

005560234

Работа выполнена на кафедре химического и экологического образования Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена»

Научный руководитель: ТОЛЕТОВА Марина Константиновна,

кандидат педагогических наук, доцент кафедры химического и экологического образования Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена»

Официальные оппоненты: АХМЕТОВ Марат Анварович,

доктор педагогических наук, кандидат химических наук, профессор кафедры естествознания Областного государственного бюджетного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования «Ульяновский институт повышения квалификации и переподготовки работников образования»

МЕЛЬНИК Анатолий Алексеевич,

кандидат педагогических наук, ведущий методист учебного центра ЗАО «Крисмас+», г. Санкт-Петербург

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образова-

тельное учреждение высшего профессионального образования «Московский педагогический государственный университет»

Защита состоится « 23» апреля 2015 года в 17:15 часов на заседании совета Д 212.199.22 по защите докторских и кандидатских диссертаций при Российском государственном педагогическом университете им. А. И. Герцена по адресу: 191186, г. Санкт- Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп. 3, ауд. 21.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена (г. Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп. 5) и на официальном сайте университета: http://disser.herzen.spb.гц/Ргеу!ец7К.аП;1 к;Ща 0000001 79.html

Автореферат разослан » февраля 2015 г. Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор педагогических наук, доцент ____ Юлия Юрьевна Гавронская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Социально-экономические перемены в современном мире ставят перед общеобразовательной школой новые задачи: создание условий для обучения школьников в соответствии с их интересами и намерениями в отношении продолжения образования через индивидуализацию обучения и преемственность уровней образования.

Федеральные государственные образовательные стандарты (ФГОС) ориентируют образовательный процесс в школе на достижение учащимися новых образовательных результатов, предусматривая формирование у школьников универсальных учебных действий и отмечая необходимость подготовки и защиты каждым выпускником собственного исследовательского проекта. Поставленные задачи могут быть реализованы в процессе учебно-исследовательской деятельности школьников, организовать которую при изучении химии на базовом уровне становится возможным на занятиях элективных курсов по химии - обязательных для посещения учащимися курсов по выбору.

В последнее время достаточно большое количество исследователей занимались вопросами разработки программ элективных курсов по химии в 10-11 классах общеобразовательной школы (Е. Я. Аршанский, П. Д. Васильева, Н. В. Горбенко, В. Н. Давыдов, Р. Г. Иванова, Т. Н. Литвинова, И. М. Титова, Е. А. Тупикин и др.), вопросами разработки программ предпро-фильных элективных курсов (Е. Я. Аршанский, М. А. Ахметов, О. С. Габрие-лян, А. С. Звягин, М. В. Зуева, А. Н. Лёвкин, А. А. Подгорнова, Б. В. Румянцев, М. К. Толетова, Г. М. Чернобельская и др.).

Однако, как показал проведённый анализ учебных планов школ, во многих школах отсутствуют элективные курсы по химии; существующие элективные курсы предпрофилышй подготовки слабо ориентированы на знакомство учащихся со способами деятельности, необходимыми для выбора естественнонаучного профиля обучения или будущей профессии; отсутствует преемственность элективных курсов по химии в пределах одного общеобразовательного учреждения.

Для обеспечения осознанного выбора учащимися продолжения избранного направления образования необходимо выстроить систему элективных курсов по химии, которая охватывала бы основную и старшую школу, содействуя учащимся в осуществлении учебно-исследовательской деятельности по химии, под которой мы понимаем деятельность учащихся, направленную на решение исследовательской химической задачи, приводящую к новому учебному знанию в области химии.

Согласно Концепции ФГОС общего образования, приоритетом общества и системы образования является способность вступающих в жизнь молодых людей самостоятельно решать встающие перед ними новые, еще неизвестные задачи. Таким образом, результатом образования являются не только предметные знания и умения, но и опыт решения новых, еще неизвестных задач. Тем самым, становится актуальным формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии, под которым мы понимаем совокупность химических знаний и умений, исследовательских умений, усвоенных учащимися на практике, необходимых для решения новых задач и приобретения новых знаний по химии.

Многие учёные занимались вопросами привлечения школьников к учебно-исследовательской деятельности (И. Ю. Алексашина, В. Н. Давыдов, Э. Г. Злотников, А. Г. Иодко, А. В. Леонтович, И. Я. Лернер, А. А. Мельник, А. С. Обухов, И. А. Орлова, М. С. Пак, О. Г. Проказова, А. И. Савенков, Е. В. Тяглова, М. А. Шаталов, Е. А. Юлпатова и др.), разработкой домашнего химического эксперимента (И. И. Бадаев, Д. М. Жилин, Д. С. Исаев, Л. М. Кузнецова, Г. А. Шипарева, Г. И. Штремплер, Л. А. Яковишин и др.).

Однако, как показал анализ программ существующих элективных курсов по химии, большинство из них не содержат исследовательского химического эксперимента и представлены разрозненными курсами, без преемственности содержания, форм и методов обучения в основной и старшей школе, при этом элективные курсы для старшеклассников преимущественно ориентированы на сопровождение предмета «Химия», изучающегося на профильном уровне.

Тем самым, к настоящему времени не решены следующие задачи: не выявлены методологические подходы к разработке элективных курсов по химии в соответствии с требованиями ФГОС общего образования; не разработана система элективных курсов по химии, охватывающая основную и старшую школу для обеспечения осознанного выбора профиля обучения; не разработана методика реализации системы элективных курсов по химии, направленная на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности при изучении химии на базовом уровне.

Теоретическое исследование проблемы реализации элективных курсов по химии в средней школе и тенденций развития общего образования позволили выявить противоречие между необходимостью включения учащихся в учебно-исследовательскую деятельность с возможностью продолжения избранного направления образования и отсутствием системы элективных курсов по химии,

формирующей у школьников опыт учебно-исследовательской деятельности по химии.

Актуальность исследования обусловлена тем, что оно имеет не только научное значение (связанное с обоснованием теоретико-методологических основ разработки и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе), но и социальное (связанное с формированием у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности), а также прикладное (связанное с разработкой системы элективных курсов по химии в средней школе).

Исследование направлено на решение проблемы формирования у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии при изучении химии на базовом уровне.

Цель исследования состоит в разработке и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе, направленной на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Объект исследования: процесс изучения химии в средней школе в условиях освоения учащимися системы элективных курсов по химии, в основе которой лежит учебно-исследовательская деятельность по химии.

Предмет исследования: система элективных курсов по химии, направленная на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Гипотеза исследования: при изучении химии на базовом уровне возможно сформировать у учащихся опыт учебно-исследовательской деятельности по химии, если:

— разработать систему элективных курсов по химии, охватывающую основную и старшую школу, в которой системообразующим фактором является учебно-исследовательская деятельность по химии;

- применить методику реализации системы элективных курсов по химии, содействующую учащимся в приобретении опыта самостоятельного проведения учебного исследования по химии.

В соответствии с целью и гипотезой исследования были определены следующие задачи:

1) осуществить информационный поиск и теоретический анализ психолого-педагогической и методической литературы с целью выявления современного состояния проблемы реализации элективных курсов по химии в средней школе;

2) выделить методологические подходы и принципы, на основе которых разработать систему элективных курсов по химии в средней школе;

3) создать теоретическую модель разработки и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе;

4) разработать и применить методику реализации системы элективных курсов по химии в средней школе;

5) исследовать влияние разработанной системы элективных курсов на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Методологическую и теоретическую основу исследования составили:

теория учебной деятельности (В. В. Давыдов, А. Н. Леонтьев, И. Я. Лернер,

A. К. Маркова, С. Л. Рубинштейн, Д. Б. Эльконин и др.); теория развивающего личностно-ориентированного обучения (Е. В. Бондаревская, В. В. Давыдов,

B. В. Сериков, Д. Б. Эльконин, И. С. Якиманская и др.); теория организации учебно-исследовательской деятельности (В. В. Краевский, А. В. Леонтович, А. С. Обухов, А. И. Савенков и др.); системный подход в обучении (Ю. К. Ба-банский, В. П. Беспалько, В. А. Сластенин, А. В. Усова, Г. П. Щедровицкий и др.); концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования (А. Г. Каспржак, А. А. Кузнецов, А. А. Пинский и др.); концепция федеральных государственных образовательных стандартов общего образования (А. М. Кондаков, А. А. Кузнецов и др.).

Для решения поставленных задач и проверки сформулированной гипотезы были использованы следующие методы исследования: теоретические: анализ научной литературы по педагогике, психологии, химии и методике её преподавания, нормативных и программно-методических документов по проблеме исследования; изучение и анализ реализации элективных курсов по химии в массовой школьной практике; моделирование системы элективных курсов по химии в средней школе; эмпирические: анкетирование педагогов и учащихся; проведение педагогического эксперимента по проверке влияния разработанной системы элективных курсов на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии; статистические методы обработки результатов исследования.

Исследование проводилось в несколько этапов. На констатирующем этапе (2003-2010 гг.) изучалось состояние проблемы реализации элективных курсов по химии в средней школе; изучалась научно-методическая литература и нормативные документы по проблеме исследования, определялась экспериментальная база, проводился констатирующий эксперимент. В результате были сформулированы цель, задачи и рабочая гипотеза исследования.

На поисково-теоретическом этапе (2010-2011 гг.) уточнялся понятийный аппарат; обосновывались методологические подходы и принципы разработки и реализации системы элективных курсов; создавалась теоретическая модель разработки и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе. С позиций ФГОС общего образования уточнялись требования, предъявляемые к элективным курсам; корректировались программы разработанных ранее элективных курсов по химии; создавались пособия для учащихся; определялись критерии овладения учащимися опытом учебно-исследовательской деятельности и методика реализации элективных курсов по химии в средней школе.

На экспериментальном этапе (2012-2014 гг.) осуществлялась реализация системы элективных курсов по химии, проводилась диагностика сформированное™ у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии в ходе освоения ими элективных курсов, составляющих разработанную нами систему.

На заключительном этапе (2014 г.) обобщались результаты педагогического эксперимента, проводился их качественный и количественный анализ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Система элективных курсов по химии, включающая три взаимосвязанных этапа: пропедевтический, реализуемый в 8 классе; предпрофильный, реализуемый в 9 классе; профильный, реализуемый в универсальных 10-11 классах при изучении химии на базовом уровне, способствует реализации ведущей идеи: «от опыта учебно-исследовательской деятельности к осознанному выбору профиля обучения».

2. Внедрению разработанной системы элективных курсов по химии в средней школе способствует методика их реатзации, особенностью которой является содействие учащимся в приобретении опыта самостоятельного проведения учебного исследования по химии.

3. Результаты экспериментального исследования свидетельствуют о положительном влиянии реализованной системы элективных курсов на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Научная новизна результатов исследования состоит в:

1) обосновании теоретико-методологических основ разработки и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе, в которой системообразующим фактором является учебно-исследовательская деятельность по химии;

2) разработке системы элективных курсов по химии в средней школе и методики их реализации, направленной на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии;

3) определении критериев и способов диагностики сформированное™ у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Теоретическая значимость исследования заключается в том, что:

1) уточнён терминологический аппарат, в частности понятия «система элективных курсов по химии», «учебно-исследовательская деятельность учащихся по химии», «опыт учебно-исследовательской деятельности по химии»;

2) выявлены методологические подходы к разработке элективных курсов по химии в соответствии с требованиями ФГОС общего образования: системный, деятелыгостный, личностно-ориентированный, исследовательский;

3) разработанная система элективных курсов дополняет и расширяет теоретические положения и практические рекомендации концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования, способствуя осознанному выбору учащимися профиля обучения;

4) разработанная методика реализации системы элективных курсов по химии способствует достижению учащимися метапредметных и личностных результатов, конкретизируя концептуальные положения ФГОС общего образования.

Практическая значимость результатов исследования состоит в:

1) разработке системы элективных курсов по химии в средней школе в соответствии с требованиями ФГОС общего образования, включающей следующие курсы: «В удивительном мире растворов», 8 класс; «Экспериментируем, разделяя смеси», 9 класс; «Основы химического анализа на примере анализа воды», 9 класс; «Органические вещества на нашей кухне», 10-11 классы, которые могут быть использованы учителями химии в своей педагогической практике;

2) создании алгоритма разработки системы элективных курсов по химии, который может быть использован для создания системы элективных курсов по другим предметам естественнонаучного цикла;

3) разработке методики реализации системы элективных курсов по химии в средней школе, позволяющей педагогам общеобразовательных школ сформировать у учащихся опыт учебно-исследовательской деятельности при изучении химии на базовом уровне;

4) создании методического сопровождения элективных курсов, включающего инструкции к проведению исследовательского химического эксперимента, разработки занятий соответствующих элективных курсов, которые могут быть использованы учителями химии в своей педагогической деятельности;

5) разработке дидактических материалов для учащихся, содержащих комплекс учебных заданий, которые могут быть использованы педагогами как при организации соответствующих элективных курсов, так и на уроках химии;

6) разработке комплекса средств диагностики сформированное™ у учащихся опыта учебно-исследовательской деятельности по химии, который может быть использован методистами и педагогами в массовой школьной практике.

Обоснованность н достоверность результатов исследования основывается на анализе научной литературы по проблеме исследования; проведении лонгитюдного педагогического эксперимента; применении методов исследования, адекватных поставленным целям и задачам.

Личный вклад автора состоит в выявлении проблем реализации элективных курсов по химии в средней школе; разработке системы элективных курсов по химии, направленной на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии; разработке дидактических материалов для учащихся и комплекса средств диагностики сформированное™ у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии; создании теоретической модели разработки и реализации системы элективных курсов по химии; разработке методики реализации системы элективных курсов по химии; апробировании авторских элективных курсов по химии в средней школе; организации и проведении экспериментальной работы по исследуемой проблеме с систематизацией полученных результатов.

Апробация и внедрение результатов работы осуществлялись в средних общеобразовательных школах г. Челябинска (№ 38, 91, 129) и Санкт-Петербурга (№ 496). Результаты исследования докладывались и обсуждатсь на всероссийских научно-практических конференциях: «Инновационные процессы в химическом образовании» (Челябинск, 2009); «Естественно-математическое образование в современной школе» (Санкт-Петербург, 2012); «Актуальные проблемы химического и экологического образования» (Санкт-Петербург, 2011, 2012, 2013,2014); на методических семинарах учителей химии г. Челябинска (2011) и Санкт-Петербурга (2013); на заседаниях кафедры химического и экологического образования РГПУ им. А. И. Герцена; публиковались в сборниках научно-практических конференций различного уровня: международных: «Современные вопросы науки и образования - XXI век» (Тамбов, 2012); «Образование и наука: современное состояние и перспективы развития» (Тамбов, 2013); «Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире» (Санкт-Петербург, 2013); «Continuity between primary and basic General éducation: the content, management, monitoring» (Чехия, Прага,

2014); всероссийских: «Актуальные проблемы химического образования» (Москва, 2011); «Модернизация естественно-научного образования: методика преподавания и практическое применение» (Самара, 2012); «Развитие педагогической науки в современной России: результаты исследований аспирантских школ» (Санкт-Петербург, 2013), в научно-методических журналах: «Химия» (2012,2014), «Химия в школе» (2011, 2012,2013, 2014).

Публикации. По теме диссертационного исследования подготовлено 26 публикаций, в том числе 8 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и 2 учебно-методических пособия.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 184 страницах, состоит из введения, трёх глав, заключения, библиографического списка (219 наименований) и шести приложений на 30 страницах. Работа содержит 11 таблиц и 22 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследования; сформулированы проблема, цель, объект и предмет исследования; изложены гипотеза и задачи исследования, выделены теории и концепции, составившие методологическую и теоретическую основу исследования; выделены методы и этапы исследования; раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, представлена апробация результатов; выделены положения, выносимые на защиту.

В первой главе диссертации «Современное состояние проблемы реализации элективных курсов по химии в системе школьного образования» раскрывается специфика организации элективных курсов в средней школе.

В Концепции профильного обучения на старшей ступени общего образования отмечается направленность элективных курсов предпрофильной подготовки на ориентацию девятиклассников в выборе будущего профиля обучения или будущей профессии. Элективные курсы на старшей ступени направлены на содействие учащимся в успешном освоении профильного учебного предмета или на выстраивание индивидуального образовательного маршрута при изучении соответствующего предмета на базовом уровне.

При анализе различных форм дифференциации обучения именно элективные курсы, идея которых была заимствована российской школой из практики зарубежных школ, позволяют наиболее оптимально учесть интересы и способности учащихся, создать условия для обеспечения осознанного выбора учащимися продолжения избранного направления образования.

В нормативных документах и методической литературе нет чёткого определения понятию «элективный курс по химии». Основываясь, на том, что курс химии представляет собой учебный курс, включающий систематическое изложение основ науки химии, а элективный курс является курсом по выбору обучающихся, под элективным курсом по химии мы понимаем курс по выбору учащихся, расширяющий или углубляющий содержание конкретных тем школьного курса химии и выполняющий определённую функцию в системе профильной подготовки школьников.

В тексте диссертации обосновывается необходимость создания системы элективных курсов по химии, как единства закономерно расположенных элективных курсов, последовательно осваиваемых учащимися при изучении школьного курса химии, объединённых единой идеей, с преемственностью теоретического и практического материала.

В соответствии с требованиями ФГОС общего образования, разработанная нами система элективных курсов по химии направлена на формирование у учащихся опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

В качестве методологических подходов к разработке и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе нами были выделены системный подход, на основе которого была выстроена система элективных курсов как часть целостного педагогического процесса с совокупностью взаимосвязанных между собой компонентов, объединённых единой идеей и целью; деятелыюстный подход, который позволил выделить универсальные учебные действия, формируемые у школьников в ходе занятий учебно-исследовательской деятельностью на каждом этапе реализации системы элективных курсов по химии; личностно-ориентированный подход, позволивший разработать комплекс дидактических материалов и форму представления учебного материала в разработанных нами пособиях для учащихся; исследовательский подход, позволивший разработать содержание элективных курсов и методику их реализации с включением исследовательского химического эксперимента и комплекса исследовательских заданий по химии; применение совокупности указанных подходов позволило разработать комплексную методику оценивания сформированности у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Нами были выделены составляющие опыта учебно-исследовательской деятельности по химии: заинтересованность в занятиях учебно-исследовательской деятельностью по химии - мотивационный критерий, владение определённым набором химических знаний и умений - знаниевый

критерий, владение экспериментальными умениями (обращение с лабораторной посудой, реактивами и оборудованием, монтаж приборов, проведение лабораторных операций) - экспериментальный критерий, владение логическими умениями (выдвижение гипотезы, установление причинно-следственных связей, обобщение и др.) — аналитический критерий, владение организационными умениями, самостоятельность в проведении учебного исследования -организационный критерий, наличие собственного мнения по проблеме исследования, стремление к поиску новых способов решения проблемы - ценностный критерий.

Во второй главе диссертации «Система элективных курсов по химии в средней школе и методика её реализации» раскрываются теоретико-методологические основы разработки и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе, теоретическая модель и методика реализации системы элективных курсов.

Разработка системы элективных курсов по химии осуществлялась нами с учётом особенностей современной системы общего образования: переходом на федеральные государственные стандарты общего образования, направленностью образовательного процесса на достижение учащимися новых образовательных результатов.

Система включает пропедевтический элективный курс, реализуемый в 8 классе - «В удивительном мире растворов» (ЭК 1); предпрофильный элективный курс, реализуемый в 9 классе - «Экспериментируем, разделяя смеси» (ЭК 2) или «Основы химического анализа на примере анализа воды» (ЭК 3); профильный элективный курс, реализуемый в универсальных 10-11 классах при изучении химии на базовом уровне в качестве средства построения индивидуального образовательного маршрута «Органические вещества на нашей кухне» (ЭК 4).

Системообразующим фактором является учебно-исследовательская деятельность школьников по химии (рис. 1).

Каждый этап представляет собой законченное целое и в то же время является неотъемлемой частью системы. Цели каждого этапа конкретизированы и в то же время подчинены общей цели, которая достигается благодаря их поэтапной реализации.

Ведущая идея: от опыта учебно-исследовательской деятельности к осознанному выбору профиля обучения

Этапы реализации:

Пропедевтический

ЭК 1

Формирование знаний о составе и свойствах веществ, их растворимости в различных растворителях; формирование умений готовить растворы и проводить опыты с различными растворами; формирование знаний о правилах безопасного обращения с различными веществами; формирование умений проводить расчеты по химическим формулам

Ознакомление с учебно-исследовательской деятельностью по химии; убеждение в необходимости познания свойств веществ для объяснения различных явлений, происходящих в окружающем мире; осознанный выбор пред-профильного элективного куоса по химии

X

Предпрофильный

I -

ЭК 2

Формирование знаний о способах анализа и разделения различных смесей; способах выражения концентрации растворов

Формирование знаний о правилах проведения аналитических работ; формирование умений проводить элементы кач. и колич. хим. анализа; формирование умений систематизировать и интерпретировать результаты учебного исследования; совершенствование умений проводить расчёты по хим. формулам и уравнениям

экз

Формирование знаний о качественном и количественном хим. анализе растворов; способах выражения концентрации растворов

Овладение алгоритмом учебно-исследовательской деятельности по химии; убеждение в практической значимости химических знаний; осознанный выбор естественнонаучного профиля обучения

X

Профильный

ЭК 4

Расширение знаний об органических веществах с использованием элементов качественного и количественного хим. анализа; совершенствование экспериментальных умений; совершенствование умений систематизировать и интерпретировать результаты учебного исследования; совершенствование умений проводить расчеты по хим. формулам и уравнениям с участием орг. веществ

Овладение опытом учебно-исследовательской деятельности по химии; убеждение в значимости химических знаний для обеспечения безопасного образа жизни; осознанный выбор продолжения химического образования

т

Сформированность опыта учебно-исследовательской деятельности по химии

Рис. 1. Система элективных курсов по химии в средней школе

Разработанная система элективных курсов по химии взаимодействует с процессом обучения химии в средней школе. При этом система способна изменяться и развиваться в зависимости от социального заказа общества. Так, при изучении химии на профильном уровне может углубляться содержание соответствующих элективных курсов.

На основании выделенных методологических подходов и принципов была создана теоретическая модель разработки и реализации системы элективных курсов по химии в средней школе, представляющая собой целостность целевого, содержательного, организационно-деятельностного и результативно-оценочного компонентов, которые реализуются на трёх этапах: пропедевтическом, предпрофильном и профильном (рис. 2).

Целевой компонент включает главную цель разработанной нами системы элективных курсов - формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии. На каждом этапе цели конкретизируются с учётом преемственности этапов и функций соответствующих элективных курсов.

Содержательный компонент представляет собой систему формируемых у учащихся химических знаний и умений, исследовательских умений и ценностных отношений, которые являются составляющими опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Организационно-деятельностный компонент включает единство методов, средств и форм организации элективных курсов, способствующих осуществлению учащимися учебно-исследовательской деятельности по химии.

Методическими условиями функционирования системы элективных курсов по химии являются преемственность всех этапов с учётом единства теоретического и практического материала в их согласовании со школьным курсом химии при дополнении и расширении предметного содержания за счёт разнообразия исследовательского химического эксперимента и учебных заданий, содержание которых отражает практическую значимость химических знаний; создание условий для самостоятельной работы учащихся; наличие методических рекомендаций для педагогов; пособий для учащихся, содержащих инструкции к проведению химических опытов, необходимый теоретический материал, изложенный в доступной и занимательной форме, а также комплекс заданий, стимулирующих школьников к занятиям учебно-исследовательской деятельностью по химии.

Ведущая идея: от опыта учебно-исследовательской деятельности к осознанному выбору профиля обучения

Методол о ш ч ее кп е подходы: исследовательский, системный, деятельности ый, личности о-о риентированный

Ведущие принципы разработки и реализации: целостности, преемственности, поэтапности, доступности, кауч-ности, развития самостоятельности

Целевой компонент

Формирование опыта учебно-исследовательской деятельности по химии

Пропедевтический этап

Познакомить учащихся с основными этапами учебно-исследовательской деятельности по химии; показать значимость химических знаний для решения практических задач___

Предпрофильпыи _ этап

Создать условия для овладения алгоритмом учебно-исследовательской деятельности по химии; познакомить учащихся с ведущими для естественнонаучного профиля видами деятельности_

Профильный этап

Создать условия для выполнения учащимися индивидуального исследовательского проекта по химии; удовлетворить потребность в расширении и углублении знаний по химии

Содержательный компонент

Учебно-исследовательская деятельность по химии

Организационно-деятельностный компонент

Формы:

лабораторный практикум, ученическая конференция

Методы: эвристическая беседа, работа под руководством учителя, самостоятельная работа по проведению хим. эксперимента, выполнению учебных заданий, исследовательского проекта

Средства: программы элективных курсов, тематическое планирование, пособия для учащихся, методические рекомендации для педагогов

Методнческне уело в и я

Результативно-оценочный компонент

Пропедевтический этап Представление об учебно-исследовательской деятельности по химии; осознанный выбор предпро-ф иль но го элективного курса по химии

Прсдпрофгаьныи этап

Знание алгоритма учеб-но-иссл едовательс кой деятельности по химии; осознанный выбор естественнонаучного профиля обучения_

Профильный этап

Опыт осуществления учебно-исследовательской деятельности по химии; осознанный выбор продолжения химического образования

Сформированность опыта учебно-исследовательской деятельности по химии

Комплексная методика оценивания сформированное™ опыта учебно-исследовательской деятельности по химии

Рис. 2. Теоретическая модель разработки и реализации системы элективных курсов по химии

Результативно-оценочный компонент характеризует достигнутые результаты в соответствии с поставленными целями. Овладение школьниками опытом учебно-исследовательской деятельности по химии отслеживается согласно выделенным критериям и показателям с использованием комплексной методики оценивания (рис. 3).

Критерии овладения опытом учебно-исследовательской деятельности по химии

Знаниевый (владение химическими знаниями и умениями) Экспериментальный Организационный Аналитический Ценностный Мотива-ционный

(владение исследовательскими умениями)

1 1111 1

Способы диагностики

Диагностические работы Учет проявления исследовательских умений на занятиях элективных курсов Наблюдение за защитой исслед. проекта Анкетирование учащихся

Рис. 3. Выявление сформированное™ у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии

Разработанная теоретическая модель является ориентировочной основой для выстраивания методики реализации системы элективных курсов по химии в средней школе. Особенностью методики является её направленность на содействие учащимся в приобретении опыта самостоятельного проведения учебного исследования по химии с использованием специально разработанных к каждому элективному курсу пособий для учащихся, в которых содержание параграфов позволяет школьникам стать активными участниками учебно-исследовательской деятельности, а комплекс учебных заданий стимулирует учащихся к расширению и углублению химических знаний для объяснения явлений, происходящих в повседневной жизни.

Ведущими методами организации занятий являются эвристический (частично-поисковый) и исследовательский, которые реализуются при использовании исследовательского химического эксперимента и комплекса исследовательских заданий по химии.

Под исследовательским химическим экспериментом мы понимаем химический эксперимент, направленный на привлечение школьников к поисковой деятельности с целью овладения новыми знаниями о составе, свойствах и применении веществ для обеспечения безопасного образа жизни.

Приведём пример инструкции для учащихся (пропедевтический этап) по выполнению химического эксперимента, целью которого является решение проблемы: каким образом можно удалить растворённое вещество из раствора.

«Разотрите в ступке 3 таблетки активированного угля и пересыпьте порошок в стакан. Измельчите половинку белой скорлупы сырого куриного яйца, с которой предварительно была удалена плёнка. Измельчённую скорлупу поместите в другой стакан. В оба стакана прилейте по 15 мл раствора фуксина бледно-розового цвета. Такое же количество раствора налейте в третий стакан - это будет контрольный образец. Перемешайте содержимое стаканов стеклянными палочками и поставьте стаканы с жидкостями на белый лист бумаги. Когда порошок активированного угля осядет па дно, сравните цвет жидкостей в обоих стаканах с контрольным образцом. Что вам удалось выяснить?»

В процессе выполнения данного опыта учащиеся знакомятся с явлением адсорбции и его практическим применением.

В тексте диссертации приводятся также примеры инструкций, содержащихся в программах элективных курсов по химии на предпрофилыюм и профильном этапах. Отбор соответствующего химического эксперимента проводился с учётом принципов преемственности и доступности, реализуемых в постепенном приращении знаний и умений учащихся при освоении ими логически связанного теоретического и практического материала.

С целью стимулирования школьников к занятиям учебно-исследовательской деятельностью используются исследовательские задания по химии, под которыми мы понимаем учебные задания, направленные на привлечение учащихся к проведению химического эксперимента, позволяющего активно овладевать новыми знаниями и различными способами действий. Исследовательские задания могут быть представлены в форме вопросов, расчётных задач, заданий на составление формул и уравнений, выполнение мысленного эксперимента и домашнего эксперимента.

Приведём примеры исследовательских заданий по химии, предлагаемых учащимся на предпрофилыюм этапе:

— «При добавлении к настою чёрного чая дольки лимона чай приобретает более светлый оттенок. Можно ли считать пигменты, содержащиеся в чайном настое, кислотно-основными индикаторами? Обоснуйте свой ответ»;

- «При нарезке сырого картофеля на ноже остаются мелкие крупинки - это крахмал. В этом можно убедиться, если капнуть на лезвие ножа спиртовой настойкой иода. Подумайте и проверьте экспериментально, как можно извлечь крахмал из сырого картофеля».

Выполнение исследовательского задания стимулирует учащихся к постановке проблемы, выдвижению гипотезы, продумыванию плана работы, проведению химического эксперимента, в ходе которого происходит подтверждение или опровержение гипотезы.

Каждый разработанный нами элективный курс завершается защитой учащимися индивидуального исследовательского проекта с демонстрацией конкретных рекомендаций по использованию того или иного продукта или явления в повседневной жизни. Выполнение проекта способствует применению учащимися полученных знаний и умений в новой ситуации. В тексте диссертации представлены примеры тем исследовательских проектов, которые предлагаются учащимся при освоении ими соответствующих элективных курсов по химии.

Приведём несколько подобных тем для старшеклассников: «Исследование моющей способности мыла в отношении различных загрязнителей»; «Обнаружение глюкозы в ягодах, фруктах и овощах»; «Изучение зависимости появления (и устранения) сладкого привкуса картофеля от температуры»; «Исследование содержания кофеина в разных марках чая и кофе»; «Регуляция ферментативной активности дрожжей»; «Исследование химической стойкости пластмасс - упаковочных материалов для пищевых продуктов».

При освоении системы элективных курсов по химии у школьников совершенствуются химические знания и умения, исследовательские умения, универсальные учебные действия применительно к занятиям учебно-исследовательской деятельностью, которые в своей совокупности составляют основу формируемого опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

В третьей главе диссертации «Исследование влияния разработанной системы элективных курсов по химии на формирование у учащихся опыта учебно-исследовательской деятельности» описана последовательность экспериментальной работы и представлены её результаты. Целью экспериментальной работы являлась проверка влияния разработанной системы элективных курсов на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии при изучении химии на базовом уровне.

На констатирующем этапе изучалось состояние проблемы реализации элективных курсов по химии в средней школе, проводилась разработка и апробация элективных курсов по химии. По окончании констатирующего этапа были разработаны программы элективных курсов, инструкции к проведению исследовательского химического эксперимента, задания для учащихся, методические рекомендации для педагогов по организации занятий элективных курсов по химии в средней школе.

На поисково-теоретическом этапе обосновывались методологические

подходы и принципы разработки и реализации системы элективных курсов,

создавалась теоретическая модель разработки и реализации системы электив-

16

ных курсов, разрабатывалась методика реализации элективных курсов по химии в средней школе, уточнялись критерии овладения учащимися опытом учебно-исследовательской деятельности по химии.

Формирующий педагогический эксперимент начался в 2011-2012 учебном году в параллели восьмых классов двух школ: № 496 (г. Санкт-Петербург) и № 91 (г. Челябинск). В каждой школе был выбран один класс в качестве экспериментальной группы и один класс в качестве контрольной группы. Во втором полугодии 2011-2012 учебного года восьмиклассники экспериментальной группы посещали занятия элективного курса «В удивительном мире растворов» (ЭК 1). В первом полугодии следующего учебного года половина девятиклассников экспериментальной группы, согласно сделанному выбору, посещали занятия элективного курса «Экспериментируем, разделяя смеси» (ЭК 2), во втором полугодии другая часть девятиклассников экспериментальной группы посещали элективный курс «Основы химического анализа на примере анализа воды» (ЭК 3). В следующем учебном году десятиклассники экспериментальной группы посещали занятия элективного курса «Органические вещества на нашей кухне» (ЭК 4).

По окончании 8-го, 9-го и 10-го классов среди учащихся контрольной и экспериментальной групп проводилась диагностика сформированное™ химических знаний и умений (при проведении диагностических работ), исследовательских умений и универсальных учебных действий применительно к занятиям учебно-исследовательской деятельностью (по результатам самодиагностики). Наличие положительной динамики и более высокого прироста соответствующих показателей в экспериментальной группе позволяет сделать вывод о положительном влиянии реализованной системы элективных курсов на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Среди учащихся экспериментальной группы ежегодно проводился учёт сформированности опыта учебно-исследовательской деятельности согласно разработанным критериям (рис. 3). По каждому критерию были определены уровни сформированности соответствующего показателя (низкий, средний, высокий). Проявление каждого показателя оценивалось по трёхбалльной шкале, где 1 балл соответствовал низкому уровню сформированности, 2 балла -среднему уровню сформированности, а 3 балла — высокому уровню сформированности. Для каждого учащегося экспериментальной группы определили параметр К, отражающий сформированность опыта учебно-исследовательской деятельности по химии (в %):

I ии /и,

где к; — количество баллов, набранных учеником; кшах- количество максимально возможных баллов.

При этом условились считать, что высокому уровню сформированное™ опыта учебно-исследовательской деятельности по химии (ОУИД) соответствует значение К от 85 % до 100 %; среднему уровню сформированное™ ОУИД соответствует значение Л" от 55 % до 84 %; низкому уровню сформированное™ ОУИД соответствует значение К от 30 % до 54 %. Для прослеживания динамики учитывался постоянный контингент учащихся экспериментальных групп в период их обучения в школе с 8 по 10 класс. Таковых оказалось 18 человек в школе № 496 и 20 человек в школе № 91 (рис. 4).

15 т--15 т -1Э-

I

О ш ь О) 10

(и

^ о 3" 5

го

>• 0

...■ИИ.., о .....шж..........,....ямшв...т...йяия

1 класс 9 класс 10 класс 8 класс 9 класс 10 класс

Выборка учащихся школы № 496 Выборка учащихся школы № 91

Рис. 4. Уровни сформированное™ опыта учебно-исследовательской деятельности по химии у учащихся экспериментальной группы

На диаграмме видна положительная динамика в формировании у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии после посещения ими элективных курсов, составляющих разработанную нами систему.

Для проверки правильности выдвинутой гипотезы был проведён одно-факторный дисперсионный анализ. Факторная дисперсия по выборке школьников г. Санкт-Петербурга составила 1,72; остаточная дисперсия оказалась равной 0,54; по выборке школьников г. Челябинска соответственно 4,07 и 0,47. Поскольку оценка факторной дисперсии больше оценки остаточной дисперсии, можно утверждать несправедливость нулевой гипотезы о равенстве математических ожиданий по слоям выборки. Статистические данные свидетельствуют о том, что освоение учащимися элективных курсов по химии оказало существенное влияние на формирование у них опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Применённый метод ранговой корреляции Спирмена показал статистическую значимость корреляции между успеваемостью учащихся по химии и

уровнем еформированности у них опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

Результаты исследования, подтверждённые методами математической статистики, подтвердили значимость влияния реализованной системы элективных курсов по химии на формирование у учащихся опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

В заключении сформулированы результаты диссертационного исследования и сделаны общие выводы.

1. Проведённое исследование позволило решить проблему формирования у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии при изучении химии на базовом уровне.

2. Обоснована необходимость разработки и реализации системы элективных курсов по химии, ведущей идеей которой является осознанный выбор учащимися профиля обучения через освоение ими опыта учебно-исследовательской деятельности.

3. Определена целесообразность включения в систему элективных курсов по химии следующих этапов: пропедевтического, реализуемого в 8 классе, предпрофшьного, реализуемого в 9 классе, и профильного, реализуемого в универсальных 10-11 классах при изучении химии на базовом уровне, объединённых единой целью: формированием у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии.

4. Взаимосвязь компонентов системы отражена в теоретической модели разработки и реатзации системы элективных курсов по химии в средней школе, на основе которой создан алгоритм разработки системы элективных курсов по химии.

5. Доказана результативность применения системы элективных курсов по химии в соответствии с разработанной методикой их реализации, направленной на формирование у школьников опыта учебно-исследовательской деятельности по химии, отслеживаемого с использованием комплексной методики оценивания.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что выдвинутая гипотеза нашла своё подтверждение, задачи научного поиска решены, цель исследования достигнута полностью.

Основное содержание исследования отражено в публикациях автора: 1. Пильникова, Н. Н. Изучение хроматографии на занятиях элективного курса / Н. Н. Пильникова // Химия в школе. - 2012. - № 5. - С. 53-57. (03 п. л.)

2. Пнльникова, Н. Н. Из опыта активизации учебно-познавательной деятельности учащихся / Н. Н. Пнльникова // Химия в школе. - 2011. - № 7. - С. 10-14. (0,3 п. л.)

3. Пнльникова, Н. Н. Исследование влияния загрязненности воздуха на состояние снега / Д. Мирахмедов, Н. Н. Пнльникова // Химия в школе. - 2011. - № 2. - С. 50-55. (0,3 п. л. / ОД п. л.)

4. Пнльникова, Н. И. Использование исследовательских заданий для формирования опыта творческой деятельности / Н. Н. Пнльникова, М. К. Толетова // Химия в школе. - 2014. - № 4. - С. 34-36. (ОД п. л. / 0,1 п. л.)

5. Пнльникова, Н. Н. К изучению карбоновых кислот на занятиях элективного курса / Н. Н. Пнльникова // Химия в школе. - 2014. - № 1. -С. 55-60. (0,4 п. л.)

6. Пнльникова, Н. Н. Опыты по исследованию растворов / Н. Н. Пнльникова // Химия в школе. - 2014. - № 8. - С. 45-49. (0,3 п. л.)

7. Пнльникова, Н. Н. Организация исследования неорганических и органических кислот / Н. Н. Пнльникова // Химия в школе. - 2012. - № 3. - С. 40-42. (ОД п. л.)

8. Пнльникова, Н. Н. Химический эксперимент на занятиях элективного курса / Н. Н. Пнльникова // Химия в школе. - 2013. - № 6. - С. 54-57. (0,3 п. л.)

9. Пнльникова, Н. Н. Адсорбция и десорбция. Разработка занятия элективного курса по химии. 9 класс / Н. Н. Пнльникова // Химия. ИД «Первое сентября». - 2014. -№4. (0,3 п. л.)

Ю.Пилышкова, Н. Н. Исследовательская деятельность школьников как средство развития их познавательной потребности / Н. Н. Пнльникова // Инновационные процессы в химическом образовании: материалы III ВНПК, Челябинск, 12-15 октября, 2009. (0,1 п. л.)

11.Пнльникова, Н. Н. Исследовательский химический эксперимент как средство формирования у школьников универсальных учебных действий / Н. Н. Пнльникова // Естественно-математическое образование в современной школе : сборник научных трудов / под общ. ред. М. А. Шаталова. - Вып. 4. - СПб. : ЛОИРО, 2012.(0,1 п. л.)

12.Пильникова, Н. Н. О вариативной части содержания образования в условиях введения ФГОС в основной школе / Н. Н. Пнльникова, М. К. Толетова// Образование и наука: современное состояние и перспективы развития: сборник научных трудов по материалам Междунар. науч.-практ. конф. 28 февраля 2013 г.: в 10 частях. Ч. 5; Тамбов. (0,1 п. л. / 0,05 п. л.)

В.Пильникова, Н. Н. О результатах реализации элективного курса в рамках пред-профильной подготовки учащихся / Н. Н. Пнльникова // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире : материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. Т. 2. - СПб. ,2013. (0,2 п. л.)

14.Пилышкова, Н. Н. Об организации элективных курсов предпрофильной подготовки / Н. Н. Пнльникова // Модернизация естественнонаучного образования: методика преподавания и практическое применение: Сборник материалов ВНПК 25 мая 2012 г. - Самара. (ОД п. л.)

15.Пильникова, Н. Н. Организация дистанционного элективного курса в системе профильного обучения / Н. Н. Пильникова // Актуальные проблемы химического образования. Сборник материалов II Всерос. науч.-метод. конф. / Гл. ред. П. А. Ор-жековский. - М., 2011. (0,1 п. л.)

16.Пильникова, Н. Н. Организация исследовательской деятельности школьников при изучении элективного курса / Н. Н. Пильникова // Современные вопросы науки и образования - XXI век : сборник научных трудов по материалам Междунар. заоч. науч.-практ. конф. 29 февраля 2012 г.: в 7 частях. Ч. 2 ; Тамбов. (0,1 п. л.)

П.Пильникова, Н. Н. Реализация исследовательского метода на занятиях элективных курсов по химии / Н. Н. Пильникова, М. К. Толетова // Актуальные проблемы химического и экологического образования : сборник научных трудов 61-й ВНПК химиков с междунар. участием 16-19 апреля 2014 г. / СПб. (0,1 п. л. / 0,05 п. л.)

18.Пильникова, Н. Н. Реализация преемственности и дифференциации химического образования в общеобразовательной школе / Н. Н. Пильникова // Развитие педагогической науки в современной России: результаты исследований аспирант, школ: Материалы Интернет-конференции / ред. сов. : Т. Б. Алексеева, И. В. Гладкая, Н. М. Федорова. - СПб. ,2013. (ОД п. л.)

19.Пильникова, Н. Н. Реализация системного подхода при разработке и реализации системы элективных курсов по химии в общеобразовательной школе / Н. Н. Пильникова // «Continuity between primary and basic General education: the content, management, monitoring». - materials of the international scientific-practical conference on April 18-19,2014. - Prague. (0,2 п. л.)

20.Пильникова, H. H. Реализация элективных курсов по химии в общеобразовательных учреждениях г. Челябинска / Н. Н. Пильникова, М. К. Толетова // Актуальные проблемы химического и экологического образования: Сборник научных трудов 59-й ВНПК химиков с междунар. участием, 18-21 апреля 2012 г. - СПб. (0,1 п. л. / 0,05 п. л.)

21.Пильникова, Н. Н. Система элективных курсов по химии в средней школе : Книга для учителя / Н. Н. Пильникова - СПб.: «Реноме», 2014. - 216 с. (8,8 п. л.)

22.Пильникова, Н. Н. Такая интересная и полезная экстракция. Разработка занятия / Н. Н. Пильникова // Химия. ИД «Первое сентября». - 2012. - № 9. (0,3 п. л.)

23.Пильникова, Н. Н. Формирование познавательных учебных действий на занятиях предпрофильного элективного курса / Н. Н. Пильникова // Актуальные проблемы химического и экологического образования: материалы 58-й ВНПК химиков с междунар. участием; 18-21 мая 2011 г.-СПб.(0,1 п. л.)

24.Пильникова, Н. Н. Химический эксперимент как метод формирования исследовательских умений школьников / Н. Н. Пильникова // Урок в современной школе. Сб. науч. статей. - СПб.: ЛОИРО, 2010. (ОД п. л.)

25.Пильникова, Н. Н. Элективный курс по химии, 9 класс «Основы химического анализа на примере анализа воды» / Н. Н. Пильникова // Химия в школе (серия «Курсы по выбору: выбор за вами», Ч. 2), 2007. (0,7 п. л.)

26.Пильникова, Н. Н. Элективный курс «Экспериментируем, разделяя смеси» : программа, методические рекомендации, учебное пособие для учащихся, разработки занятий / Н. Н. Пильникова. - Челябинск: Мякотин И. В., 2012. - 85 с. (4,4 п. л.)

%

i /

Подписано в печать 17.02.2015г. Формат 60x90,1/16. Объём 1,1 п.л. цифровая печать. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ЦОП «Невский» Россия, г. Санкт-Петербург, наб канала Грибоедова

тел./факс: 438-38-05 e-mail: nev@copy.spb.ru