автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Теоретические основы создания и использования системы материальных средств обучения химии в средней школе.

Содержание диссертации автор научной статьи: доктора педагогических наук, Назарова, Татьяна Сергеевна, 1988 год

ВВЕДЕНИЕ. 5

Глава I. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ

МАТЕРИАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ.22

1.1. Материальные средства в системе деятельности человека и учебно-воспитательном процессе.24

1.2. Деятельность учителя и учащихся в процессе обучения химии. 37

1.3. Цели, задачи и содержание курса химии - методологическая основа формирования системы материальных средств.54

1.4. Методы обучения химии - методологическая основа формирования системы материальных средств.64

Выводы.75

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ

СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЬНЫХ СРВДСТВ ОБУЧЕНИЯ.80

2.1. Принципы создания, модернизации и применения системы учебного оборудований по химии.80

2.2. Основные положения теории создания и использования системы материальных средств обучения химии.92

2.3. Формирование первичной системы дидактических средств для изучения отдельных тем курса химии.96

Выводы.123

Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА, СОДЕРЖАНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СРЕДСТВ ОБУЧШИЯ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ОСНОВНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ.126

3.1. Построение комплексов средств обучения при формировании понятия о химической реакции.127

3.2. Комплекс средств обучения для формирования понятия о веществе.152

3.3. Построение комплексов средств обучения при формировании понятий о химическом производстве.161

3.4. Определение состава учебного оборудования для формирования умений и навыков учащихся.170

3.5. Средства обучения для реализации воспитательных задач.175

Выводы.180

Глава 4. СОВРЕМЕННАЯ СИСТЕМА МАТЕРИАЛЬНЫХ СРЕДСТВ

ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ.184

4.1. Создание образцов учебного оборудования по химии.184

4.2. Современная система дидактических средств обучения химии.192

4.3. Химический кабинет как целостная система материальных средств и условий обучения химии.221

4.4. Анализ опыта организации кабинетов химии в СССР и за рубежом. Аттестация как метод выявления качества их организации и оборудования.246

4.5. Прогноз развития системы материальных средств и условий обучения химии.260

Выводы.280

Глава 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМЫ МАТЕРИАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ.284

5.1. Психолого-дидактические основания эффективного применения системы материальных средств обучения химии.285

5.2. Организация эффективного использования демонстрационного оборудования.292

5.3. Условия эффективной организации самостоятельной работы учащихся.332

5.4. Экспериментальная проверка педагогической эффективности системы материальных средств обучения химии. 357

Выводы. 373

Введение диссертации по педагогике, на тему "Теоретические основы создания и использования системы материальных средств обучения химии в средней школе."

Актуальность проблемы. Задачи общего и естественно-научного образования, поставленные ЦК КПСС и Советским правительством перед школой на ХХУП съезде и отраженные в "Основных направлениях реформы общеобразовательной и профессиональной школы", актуализированы постановлением Пленума ЦК КПСС от 18 февраля 1988 г. "О ходе перестройки средней и высшей школы и задачах партии по ее осуществлению".

Пленум ЦК КПСС указал на необходимость "широкомасштабного технического переоснащения общеобразовательной школы"*,без которого невозможно дальнейшее совершенствование и гармоничное развитие всех компонентов учебно-воспитательного процесса в системе непрерывного образования.

Повынение качества обучения, воспитание всесторонне развитой личности, трудовая подготовка учащихся требуют создания и применения определенных материальных средств для организации эффективной деятельности учащихся и учителя.

Предусмотреть разработку и расширение производства современных, отвечающих мировому уровню технических средств обучения, учебного и учебно-научного оборудования, приборов."* - одна из первоочередных задач, поставленная февральским Пленумом Щ КПСС.

Материальные средства обучения - это предметы, вовлекаемые в учебно-воспитательный процесс и используемые для всестороннего развития учащихся: эффективной передачи учащимся химических знаний, формирования политехнического кругозора, профориентации,организации и управления учебно-воспитательным процессом в учебных кабинетах; подготовки учеников к жизни и труду в условиях Газета "Правда", 20 февраля 1988 г. - С.1,2. ускорения социально-экономического развития страны на базе совершенствования науки и техники.

В состав материальных средств обучения химии входят: учебное оборудование (то же средства обучения и воспитания - СОВ,дидактические средства, учебные или учебно-наглядные пособия), технические средства обучения, мебель и приспособления, оргтехника, а также помещения кабинета химии и его вспомогательное оснащение (электро-, газо-, водоснабжение, вентиляция, освещение, отопление).

Материальные средства обучения составляют существенный компонент учебно-методического комплекта, центральное место в котором принадлежит учебникам и учебно-методической литературе.

Опыт многолетнего применения в процессе обучения химии материальных средств показал их болыцую роль как орудий труда, повывающих эффективность воздействия учителя на учеников. В натуральном виде они наглядно представляют ученикам многие стороны действительности, их модели утончают восприятие и осмысление изучаемого материала. Использование материальных средств повышают результативность учения и делают его возможным тогда, когда без средств обучения оно было бы невозможным или малоуспешным. Материальные средства обучения химии входят непременной составной частью в содержание понятия "учебно-материальная база школы11 (здание, кабинеты и т.д.).

От съезда к съезду партия ставит перед органами народного образования, учителями и педагогической наукой все новые задачи совершенствования, укрепления и развития учебно-материальной базы школы: строительство школьных зданий по новым современным проектам, улучшение состава помещений школ, оснащение их мебелью и учебным оборудованием, организация в школах различных учебных подразделений, в том числе кабинетов и лабораторий для обучения химии (кабинет химии, естествознания).

Не случайно в материалах реформы школы указано: "Должны быть разработаны новые проекты учебных зданий и нормативы строительства, учитывающие современные требования учебно-воспитательного процесса. Необходимо расширять производство учебного оборудования, учебно-наглядных пособий и современных технических средств обучения, мебели, станков, приборов, электронно-вычислительной техники." (14, с.60).

Решение ХХУП съезда КПСС "продолжать совершенствовать систему народного образования с учетом потребностей ускорения социально-экономического развития, перспектив коммунистического строительства, требований, выдвигаемых прогрессом науки и техники" (13, с.166), указывает на необходимость научно обоснованной разработки материальных средств и условий обучения химии, организации их эффективного использования, направленной на повышение уровня образования, воспитания и общего развития школьников,подготовку их к жизни и труду.

Необходимость создания материальных средств и условий обучения химии определена также всей историей развития химии как экспериментально-теоретической науки и методикой преподавания химии с самых начальных этапов ее возникновения.

В 1748 г. Н.В.Ломоносов создал первую в мире научную и учебную химическую лабораторию. II.В.Ломоносова по праву считают основоположником методики обучения химии, т.к. он придавал большое значение учебному эксперименту и необходимости соединения в преподавании химии опыта с умозрением и фактов с теоретическим обобщением. г Большой вклад в методику преподавания химии внесли А.Лавуазье, Д.Дальтон, Я.Берцелиус, Ж.Л.Гей-Люссак, а тапке ЮДибих.

A.Лавуазье положил начало использованию стеклянной аппаратуры, состоящей из различных деталей и узлов, В начале XIX века Я.Бер-целнусом и ЖД.Гей-Люсеаком были созданы приборы, которые использовались в аналитической химии после этого еще более 100 лет (212).

Выдающейся работой по вопросам методики преподавания химии явилась книга Д.И.Менделеева "Основы химии", особенности которой автор определил так: "Наблюдениям, опыту и приложениям к промышленности - в нем отведено свое место, однако главным предметом сочинения служат философские начала нашей науки, относящиеся к ее основным или первичным качественным и количественным сведениям об химических элементах" (138, с.7). Д.И.Менделеев считал необходимым при изучении химии развивать у учащихся "дух пытливости, не довольствующийся простым описанием или созерцанием, а возбуждающий и приучающий к упорному труду и стремящийся везде, где можно, мысли проверять опытами" (138, с.8).

Во второй половине XIX века работами Арендта, Вильбрандта, Армстронга было положено методическое начало в области использования школьного химического эксперимента.

Развитию материальных средств и условий обучения химии в значительной мере способствовали усилия известных методистов

B.Н.Верховского и С.И.Созонова, которые выступали за включение химии в учебные программы и становление его как отдельного предмета в целом.

В.Н.Верховский совместно со своими учениками и последователями создал для школы "Программы по химии", "Учебник химии", "Первые работы по химии" (совместно с Созоновым С.И.), "Методику и технику химического эксперимента", "Методику преподавания химии" (совместно с Гольдфарбом Я.Л. и Сморгонским Л.М.), "Оборудование лаборатории химии в средней школе", "Тетрадь по химии". Другими словами, В.Н.Верховскому удалось разработать учебно-методический комплект средств для обучения химии в советской школе. Он заслуженно считается основателем методики обучения химии в советской школе. Особенно тщательно были разработаны им вопросы оборудования демонстрационных экспериментов и ученических лабораторных опытов, создания самодельных приборов.

Далее, в трудах советских методистов Глориозова П.А.,Гостева М.Н., Грабецкого A.A., Дризовской Т.М., Дубинина A.A., Кирюшкина Д.М., Парфенова К.Я., Полосина B.C., Смирнова А.Д., Фельдта В.В., Цветкова Л.А., Черткова И.Н., Шаповаленко С.Г., Эпштейна Д.А. и др. эта функция материальных средств, как учебно-наглядных пособий, была развита и получила реализацию в создании разнообразных видов средств обучения с различными дидактическими возможностями (натуральные объекты, модели, приборы и принадлежности, книги, таблицы, экранно-звуковые средства обучения), призванных помогать процессу обучения, т.е. облегчать и оптимизировать его.

За годы Советской власти был создан значительный арсенал материальных средств и условий обучения химии.

Особое внимание было уделено материальному оснащению химического эксперимента, его технике и методике. Основы химического эксперимента разрабатывались Парменовым К.Я. (160, 161) и получили дальнейшее развитие в работах Полосина B.C. (172, 173) и Цветкова Л.А. (238). Разработка оборудования, самооборудования для отдельных видов химического эксперимента (демонстрационного и ученического) нашли отражение в работах Черткова И.Н. (245,247), Хомченко Г.П., Платонова Ф.Г. (232). Организации эксперимента с подумикрометодом и с малыми количествами реактивов, посвящены работы Левченко В.В. и Иванцовой H.A. (122), Хомченко Г.П., Севастьяновой К.Б. (233), Черткова И.Н., Жукова П.Н. (246).

Формированию политехнического кругозора школьников изучению научных основ химического производства и разработке оборудования для этих целей в значительной мере способствовали работы Эпштей-на Д.А. (265, 266, 267) и созданный им комплект моделей химических производств, а также пособие для учителей Грабецкого A.A. (71), в котором была дана технико-методическая разработка опытов, ияЗпострирующих важнейшие химические производства. Большое значение для материального оснащения курса химии имели работы Глориозова П.А. (61, 62), Дубинина Л.А. (80), Фельдта В.В. (226), в которых была осуществлена разработка не только вопросов техники эксперимента, но и общего оборудования химического кабинета, его организации и ведения лабораторного хозяйства. Оснащение курса химии экранными пособиями было начато Дризовской Т.Н. и Фельдтом В.В. (225). В последние годы этот вид средств обучения активно развивается, чему способствовали работы Грабецкого A.A. и Зазнобиной Л.С. (69, 73,89). По-прежнему не потеряли свою актуальность вопросы создания и эффективного применения телепередач, исследованные в работах Дрижуна И.Л.(79). Рассмотрение таблиц как системы и путей ее исследования осуществлен Иауриной И.Я. (34), которой впервые сформулированы требования к созданию этого вида печатных пособий. Первая попытка систематизации учебного оборудования и ее обоснование с точки зрения специфики химической науки и дидактического принципа наглядности обучения была осуществлена Грабецким A.A. и Ларионовым К.Я. в книге "Учебное оборудование по химии". Авторы книги делают вывод о том, что наглядные пособия должны применяться в процессе обучения продуманно, в определенной системе, "что они ценны лишь / как важное дидактическое средство, помогающее достижению учебно-воспитательных задач*1 (73, с. 12).

Однако разработке и использованию типового промыпленного оборудования, которым необходимо было оснащать школьные химические кабинеты, и с помощью которого можно было бы успешно изучать химию достаточного внимания не уделялось. Научно обоснованная система средств обучения по всему курсу не была сформирована. Это привело к случайной бессистемной разработке пособий. Одни вопросы программы были перегружены учебными пособиями, а по другим - средства обучения отсутствовали вовсе. Не было координационной связи между средствами обучения по всем темам. Отсутствовала теория, которая объединила бы построение средств обучения в органическую научно-педагогическую, эргономическую, техническую и экономически обоснованную систему, необходимую и достаточную для реализации требований усовершенствованных учебных программ. Не была завершена разработка и системы средств обучения даже в номенклатурном оформлении, т.к. изменялись программы и учебники.

Ускорение социально-экономического развития страны на базе научно-технического прогресса потребовало резкого повышения качества обучения химии и оснащения преподавания учебным оборудованием. Эта задача актуализировала разработку научных требований к системе учебного оборудования, несовершенство которого особенно подчеркнуто реформой школы. "Предстоит привести в соответствие с требованиями социально-экономического и научно-технического прогресса, возрастными особенностями учащихся*1 учебные планы, программы, учебники, учебно-наглядные пособия (14, с.44). У

В основных направлениях реформы школы мероприятиям по укреплению учебно-материальной базы придается особое значение не только как отдельному направлению, но и как важной организационной задаче, от успешного решения которой зависит осуществление всех других направлений, поскольку ".усложнение учебно-воспитательных задач, расширение трудового обучения требуют дальнейшего развития, укрепления и качественного совершенствования материальной базы образования" (14, с.59).

Разработка отдельных средств обучения и их видов не заменяет собой необходимость формирования целостной научно обоснованной системы школьного оборудования, направленной на обеспечение единства обучения, воспитания и развития школьников и оптимизацию учебно-воспитательного процесса по химии. Поэтоцу разработка теоретических основ построения и использования системы материальных средств и применение их в практике обучения химии на современном этапе реализации основных направлений реформы общеобразовательной и профессиональной школы представляется актуальной.

Цель исследования заключалась в разработке теоретических основ формирования и применения системы материальных средств обучения химии, проектировании, создании и внедрении в школу учебного оборудования, определении способов рационального исполь зования в практике, выявлении критериев педагогической эффективности средств обучения и воспитания (СОВ).

Объектом исследования является методика использования материальных средств обучения химии в учебно-воспитательном процессе.

Предмет исследования составляют теоретические основы создания системы материальных средств обучения и организация эффективного применения ее в школе.

Методология исследования. В организации исследования мы опирались на понимание методологии как "системы оснований и методов научного познания и преобразования действительности" (251, с.66).

В процессе исследования применительно к его предмету на основе системного подхода был осуществлен отбор оснований для формирования системы материальных средств обучения, предусматривающий изучение постановлений ЦК КПСС и Совета Министров СССР о школе, философской литературы, анализ психолого-педагогических, эргономических работ, методики химии.

Специализированную методику и технику исследования составили: теоретические и практические результаты разработок в области школьного оборудования, включающие анализ целей, задач современных методов, организационных форм обучения химии и прогнозов их на перспективу; обобщение опыта создания и использования материальных средств в нашей стране и за рубежом; изучение достижений научно-технического прогресса, которые необходимо использовать при разработке: новых приборов и технических средств обучения на основе электроники, вычислительной техники, оптико-электронной аппаратуры, пьезо-электрических кристаллов; разнообразных видов раздаточного материала (моделей,принадлежностей для эксперимента); дидактических печатных и экранных пособий, комплектов справочников; таблиц, альбомов, литературы для учащихся и учителя, выполненных согласно требованиям современной полиграфии; определение рациональных путей внедрения и способов эффективного использования современного учебного оборудования в школы, позволяющих ознакомить учащихся с научными, техническими и • технологическими достижениями, их значением в развитии народного хозяйства страны, наполнить новым содержанием важнейший дидактический принцип обучения - принцип наглядности; создание методики оценки уровня педагогической эффективности использования материальных средств обучения химии.

Изложенные вше методологические основания позволили определить гипотезу данного исследования.

Гипотеза.

Если построение системы материальных средств будет осуществлено на основе теории, учитывающей взаимосвязи целей, задач, методов, организационных форм и средств обучения, то: а) сформированная система материальных средств обучения химии будет приспособлена к особенностям трудовой деятельности учителя и учащихся, т.е. она будет методически целесообразной; б) созданная система обеспечит необходимые условия для повшения качества и эффективности учебно-воспитательного процесса по химии.

Влияние отдельных средств обучения, а также их комплексов и системы в целом на качество и эффективность решения учебно-воспитательных задач может быть отражено через следующие показатели: выявлением уровня обученности учащихся (полноты, осознанности, прочности полученных знаний, умений и навыков), определением затрат учебного времени на усвоение данной информации, оценкой мотивационной устойчивости учебной деятельности учащихся, и их работоспособности на уроках.

Согласно цели, методологии и гипотезе поставлены задачи исследования.

I. Раскрыть методологические основания создания системы материальных средств обучения.

2. Разработать принципы и теоретические основы формирования системы материальных средств обучения химии.

3. Определить состав, содержание и функциональные возможности дидактических средств для формирования основных химических понятий.

4. Раскрыть основы практического создания и внедрения учебного оборудования по химии.

5. Дать характеристику системы средств обучения, разработанную на основе этой теории, и показать функциональную направленность материальных средств, обеспечивающую эффективное применение их в качестве: источников знаний для доступного усвоения учащимися основных химических понятий, законов и теорий на различных уровнях обучения; оборудования для политехнической направленности курса химии, формирования необходимых трудовых навыков, профориентации, знаний о применении химии в народном хозяйстве; наглядных пособий для идейно-политического воспитания, формирования у школьников научной картины мира, марксистско-ленинского мировоззрения.

6. Сформулировать требования к оснащению современного кабинета химии, как организационно-методическому оформлению системы материальных средств. *

7. Раскрыть рациональную организацию использования оборудования в учебно-воспитательном процессе по химии, включающие методику формирования знаний, умений и навыков учащихся с помощью демонстрационных средств обучения и оборудования для самостоятельных работ в условиях современного кабинета химии.

8. Разработать методику оценки уровня педагогической эффективности использования системы материальных средств и условий обучения химии.

Организация исследования и основные этапы его. Исследование проводилось на протяжении 15 лет (с 1973 года) в несколько этапов:

На первом этапе (1973-1978 годы) на основе сформулированной академиком Шаповаленко С.Г. общедидактической концепции создания школьного оборудования был проведен системно-эргономический анализ учебно-материальной базы обучения химии, изучен действующий фонд средств обучения и воспитания, определены исходные требования к созданию отдельных материальных средств обучения химии, осуществлена методическая разработка первичных комплексов учебного оборудования по всем темам курса химии и произведена их экспериментальная проверка на базе школ № 625, 204 и 226. Результаты этого этапа в виде отдельных предметов учебного оборудования и их комплексов были представлены на выставках в СССР и социалистических странах.

На втором этапе (1978-1983 годы) в процессе корректировки карт подготовки учителя к уроку и на основании результатов экспериментальной проверки уточнена процедура составления первичных комплексов, сформулированы общие и специфические требования к отдельным видам средств обучения. Проведена модернизация пособий и разработка новых средств обучения. Особое внимание было обращено на создание оборудования для реализации экспериментальной части программы. На этом этапе была проведена также экспериментальная аттестация 100 кабинетов химии школ г.Москвы с целью выявления уровня их оснащенности и готовности к комплексному использованию средств обучения.

На третьем, заключительном этапе (1984-1987 годы) было проведено усовершенствование теоретических и практических основ формирования системы материальных средств и условия обучения химии в г свете требований реформы школы и усовершенствованной программы по химии. Система получила номенклатурное отражение в виде "Типовых перечней учебного оборудования" на 12 пятилетку для полной средней и неполной малокомплектной сельской шкоды. На этом этапе была осуществлена также разработка методики определения педагогической эффективности использования комплексов средств обучения по химии, выявлены условия эффективного использования учебного оборудования, осуществлено внедрение в производство новых образцов пособий для реализации отдельных тем и разделов курса химии согласно усовершенствованной программе. Результаты работы демонстрировались на четырех выставках в СССР.

Научная новизна исследования заключается в создании теоретических основ формирования системы материальных средств обучения химии. Поскольку эта проблема ранее не разрабатывалась в плане системного исследования, разработку ее в данной работе можно считать самостоятельным направлением.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что: исследованы методологические основания формирования системы материальных средств обучения и разработан системный подход к ее построению и использованию; определены принципы и сформулированы основные положения теории построения системы материальных средств обучения, которые являются руководством для успешного решения проблем создания и совершенствования учебного оборудования (от идеи до внедрения).

Практическое значение работы состоит в том, что ее результаты служат основанием для: а) формирования "Типовых перечней учебно-наглядных пособий и учебного оборудования**, утвержденных приказами Министра просвещения СССР (№ 186 от 30 декабря 1981 г. и от 18 мая 1987 г.) и являющихся нормативным документом при оборудовании кабинета химии; б) модернизации действующего фонда учебного оборудования и разработки, внедрения в производство и шкоду новых средств для реализации усовершенствованной программы (в частности ее экспериментальной части и новых разделов), в) создания современной модели кабинета химии; г) обеспечения комплексного использования учебного оборудования, повышающего качество и эффективность процесса обучения.

Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования внедрены в практику работы школ в виде конкретных средств обучения, руководств по их использованию, методических пособий для учителей, выполненных автором лично и в соавторстве: "Кабинет химии" (1974, 1982, 1983), "Кабинет естествознания" (1981), "Использование учебного оборудования на уроках химии" (1979), "Организация работы лаборанта в школьном кабинете химии" (1984), "Химический эксперимент в шкоде" (1987), а также через научные и методические статьи для научных сотрудников, преподавателей методики химии и учителей. Всего по материалам исследования оцубликовано 38 работ.

Основные теоретические положения и результаты данного исследования излагались на следующих международных всесоюзных, республиканских, институтских конференциях, симпозиумах, семинарах, совещаниях: научно-практических и методологических конференциях НИИ школьного оборудования и технических средств обучения АПН СССР (1976, 1982, 1984) и постоянно действующей выставке школьного оборудования (1974-1986); лекционных и семинарских занятиях со слушателями курсов повышения квалификации при Московском городском ИУУ (1973-1987),

МГУ их .М.В.Ломоносова (1975-1986), МОПИ им. Н.К.Крупской (19751984); всесоюзных научно-практических конференциях по кабинетной системе (1975), по повышению качества средств обучения (1977), укреплению учебно-материальной базы школ (1982); на Всесоюзных научно-практических конференциях по проблемам совершенствования обучения химии и пропаганде передового опыта в свете требований ХХУ1 съезда КПСС (Москва, 1982) и основных направлений реформы школы (Запорожье, 1985); конференции в Институте средств обучения АПН ЩР (1980), на семинаре по кабинетной системе, организованном Институтом педагогики ВНР (г.Казинцбарцика, 1982, 1984); международных конференциях по школьному оборудованию в БРНО, ЧССР (1975), в Галле, ГДР (1985).

3. Разработанные нами отдельные средства обучения, а также их система, в виде натуральной модели кабинета химии и ее фрагментов$ экспонировались на ВДНХ: в павильоне "Народное образование" (1979, 1982, 1984, 1986, 1987, а также на выставках: НТП-85 (1985); и "Технические средства обучения, приборы и учебные пособия" (1987-1988) были представлены на шести международных выставках школьного оборудования: в Москве (1973), Лейпциге, ГДР (1974), Софии, НРБ (1974), Брно, ЧССР (1975), г.Будапеште, ВНР (1977), Ханое, НРБ (1981), отмечены свидетельством "Участник ВДНХ", дцумя серебряными и золотой медалями ВДНХ СССР, Почетным дипломом Минпроса СССР. На защиту выносятся:

I. Теоретические основы формирования и использования системы материальных средств обучения химии, принципы, являющиеся фундаментом проектирования, конструирования отдельных средств обучения, их комплексов, системы в целом, а также основные положения теории, определяющие логическую процедуру ее создания и использование.

2. Система материальных средств обучения, воплощенная в усовершенствованной модели кабинета химии и номенклатурно отраженная в "Типовых перечнях учебно-наглядных пособий и учебного оборудования" на 12 пятилетку ("Перечня-12").

3. Организационно-методические основы эффективного использования средств обучения в учебно-воспитательном процессе, предусматривающие разработку определенных приемов и условий вариативного применения различных видов средств обучения и их комплексов для демонстраций и самостоятельных работ учащихся.

4. Методика определения педагогической эффективности использования системы материальных средств обучения (аттестация кабинета химии, оценка уровня педагогической эффективности их использования: отбор критериев, процедура выявления педагогической эффективности).

Общий цуть процесса исследования представлен в виде следующей схемы.

Схема I

Структура процесса исследования

Мете форм риал »дологические основания [ирования системы матерных ^эед^тв обучения Определение общего компоне тного состава системы мате риальных средств обучения химии (МСО) н

1 Педагогико-эргономический анализ деятельности учителя и учащихся в процессе обучения 1

Анализ целей, задач и содержания курса химии

Анализ методов и организационных форм обучения химии

См.с.21 См.с.21

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

I. Организация использования системы материальных средств и условий обучения химии, основанная на психолого-дидактических закономерностях усвоения учащимися химических понятий, обеспечи вает осуществление важнейшего из принципов дидактики - наглядно сти обучения.Важнейшим основанием организации использования материальных средств является включение в учебно-воспитательный процесс таких средств (или их комплексов), а также способов их предъявления учащимся, которле бы обеспечивали: возбуждение мотива деятельно сти и формирование целенаправленных действий; "живое представле ние" (первую ступень познавательной деятельности); преобразова ние внешних материальных действий во внутренние умственные, запо минание и умение применить усвоенное на практике. 2. Использование материальных средств обучения совершается в процессе деятельности учителя и учащихся в двух формах: демон страций средств обучения (веществ, химических опытов, моделей, приборов, установок, таблиц, эк^^нных пособий) и самостоятельной работы учащихся (ученического эксперимента, работы с моделями, коллекциями, книгой, справочником и др.).Организация демонстраций и самостоятельных работ основана на принципах создания и использования средств обучения, которые обеспечивают условия для целенаправленного наблюдения: яркость и четкость изучаемого объекта, доступность восприятия, безопас ность работы, надежность и безотказность показа, ограниченность во времени и возможность теоретической интерпретации увиденного.В целом такая организация обеспечивает проявление заложенных при создании средств обучения дидактических функций и их педагогиче ской эффективности, что возможно лишь при использовании техни чески совершенного оборудования и материальных условий, позво ляющих применять наиболее рациональные формы и методы обучения, знакомить учащихся с научно-техническими достижениями (проеци рование обьектотв и опытов на экран; применение поршневых доза торов для постановки количественных опытов; демонстрация опытов с токсичными веществами без вытяжных устройств; применение безо пасных высоковольтных преобразователей для показа опытов, осу ществляемых с электрическим током высокого напряжения; демон страция измерительных операций с помощью электронных приборов и др.).3. Эффективная организация самостоятельных работ требует использования комплекса средств обучения из двух компонентов: учебного оборудования (приборы, посуда, принадлежности, коллек ции, модели) и адаптированных инструктивных материалов для уча щихся. В процессе исследования было определено пять видов инструк тивных материалов, отвечающих познавательным возможностям школь ников на конкретном уровне обучения. Для каждого типа определе на наиболее рациональная форла и полнота изложения выполняемого задания (цель задания, операции и последовательность их выполне ния, перечень оборудования, указания к оформлению отчета). Сог ласно выявленным типам разработаны карты-инструкции для проведе ния практических работ по новой усовершенствованной программе (Приложение Ш).4. Анализ состояния ученического эксперимента выявил сущест венные недостатки в его организации: необоснованный отказ от макрометода и использования приборов; переход к беспробирочному выполнению опытов, осуществление их в рамках "капельного анализа"; техническое несовершенство оборудования, низкое качество промыо ленных образцов. Эти недостатки ограничивают возможность творчес кого подхода к самостоятельным работам.Преодоление этих недостатков потребовало проектно-конструк торской и методической разработки вариантов учебного оборудования для метода малых количеств веществ (наборы реактивов, посуды и принадлежностей, узлов и деталей для монтажа простейших прибо ров по химии, укладка для раздаточного материала, наборы для электрохимических опытов, нагреватели и др.).5. Педагогическая эффективность использования учебного обо рудования предполагает научно обоснованное сочетание демонстра ции и самостоятельных работ, которое должно обеспечивать: пони мание учащимися поставленной цели и задач, рациональное распреде ление времени, построение учебного материала, предусматривающее достаточный уровень мотивации деятельности, а также сознатель ное и активное участие школьников в обучении. Возможность такого сочетания предоставляют разработанные комплексы, которые обеспе- 376 -

чивают также более раннее и четкое включение в уроки кратковре менных (5-10 мин) самостоятельных работ. В УШ (начале IX клас са) они должны выполняться всегда под руководством учителя обыч но после демонстрационных опытов. Такие работы важны не только для усвоения материала, но и для формирования общеучебных и спе циальных умений и навыков (в частности, навыков обращения с лабо раторным оборудованием), Причем в IX классе "доля самостоятельности" учащихся должна увеличиваться за счет экспериментальных заданий, которые выпол няет каждый учащийся индивидуально.В X-XI классах должны преобладать экспериментальные задания поисково-исследовательского характера, решаемые, как правило, школьниками самостоятельно.б. Экспериментальная проверка системы материальных средств в процессе исследования осуществлялась в целях: создания оптималь ного варианта отдельных средств обучения и комплексов учебного оборудования; выбора рациональной методики использования средств обучения или комплексов их; выявления целесообразности дальней шего производства и применения средств обучения в учебно-воспи тательном процессе.Педагогическая эффективность использования средств обуче ния (СО) и их комплексов ( далее по тексту "педагогическая эф фективность") характеризует результативность решения с помощью средств обучения учебно-воспитателььшх задач с наименьшими зат ратами времени и сил учащихся и учителя.В эксперименте были учтены факторы, влияющие на педагогиеч скую эффективность использования отдельных средств и их комплек сов, а также предусматривающие соответствующие им этапы проверки: рациональная организация учебного кабинета, в котором про водится эксперимент (аттестация кабинета);

качество СОВ по основным группам показателей качества: научно-педагогическим, конструктивно-техническим, эргономиче ским, безопасности, надежности, эстетическим (определение оцен ки качества оборудования); использование рациональных методов и организационных форм обучения, т.е. владение учителем методикой комплексного исполь зования учебного оборудования (оценка уровня педагогической эффективности средств обучения и их комплексов).Экспериментальная проверка показала, что комплексы материаль ных средств, являясь типичной ячейкой системы обеспечивают усло вия для успшного усвоения школьниками учебного материала: высо кую мотивационцую устойчивость, хорощую работоспособность, умень шение утомляемости, повышение уровня обученности учащихся.Это дает основание считать, что сформированная система ма териальных средств является методически целесообразной и обеспе чиващей оптимизацию обучения химии. З А К Л Ю Ч Е Н И Е Выполненное исследование имеет теоретико-практический харак тер и направлено на решение актуальной задачи в рамках проблемы "масштабного технического переоснащения общеобразовательной шко лы"^ - создание научно обоснованной системы школьного оборудова ния, обеспечивающей высокое качество и эффективность процесса обучения химии.Оснащение педагогического процесса средствами обучения и воспитания имеет свою историю, которая изменялась в соответствии с требованиями, предъявляемыми общественным развитием страны.Системный анализ обучения химии в школе и его учебно-мате риальной базы показал ее несоответствие возросшим требованиям развивающего обучения в условиях ускорения социально-экономиче ского развития страны. Создание и использование отдельных видов учебного оборудования не заменяют необходимость формирования научно обоснованной системы материальных средств обучения для реализации требований усовершенствованной программы.В процессе исследования поставлены и решены следующие задачи I. С помощью системного подхода определены методологические основания формирования системы материальных средств обучения хи мии, вытекающие из понимания роли материальных средств в деятель ности человека и учебно-воспитательном процессе по химии.Произве ден общий педагогико-эргономический анализ деятельности учителя и учащихся, определены три основные компонента системы школьного оборудования (дидактических средств обучения; мебели и приспособ лений, оборудования для управления и организационно-хозяйственной деятельности учителя), необходимые для ее реализации.В рамках общей методологической организации исследования выявлена обусловленность структуры и качественного своеобразия * Газета "Правда", 20 февраля 1988 г. - C.I. этой системы целями, задачами и конечными результатами обучения химии; взаимосвязью содержания, методов, организационных форм и средств обучения; спецификой химической науки и влиянием достиже ний научно-технической революции; особенностями деятельности учи теля и учащихся, педагогико-эргономическимй факторами.2. Сформированы пять групп принципов создания и использова ния материальных средств обучения химии: (системные, научно-педа гогические, эргономические, организационно-производственные,прог ностические). Эти группы принципов явились исходным началом раз работки теоретических и практических основ построения целостной системы материальных средств обучения химии.Сформулированы теоретические положения создания и применения системы материальных средств обучения химии, определяющие струк туру и логикуI компонентный состав, качественное и количественное его своеобразие, построение комплексов и их интеграция в систему.3. На основе разработанной теории определены состав, содер жание и функциональные возможности дидактических средств для фор мирования основньпс химических понятий на различных уровнях обуче ния. Каждому уровню соответствует определенная модель обучения: цель, логика построения содержания, методика его предъявления, конкретная познавательная деятельность учащихся, и, следователь но, средства обучения, включаемые в комплекс.При проектировании номенклатуры комплексов средств обучения и сообщение каждому из них определенных свойств при конструиро вании, определении места и условий его доминантного использования учтены следущие факторы: специфика содержательных связей между понятиями одной и раз ных групп "химическая реакция", "вещество", "химическое производ ство");

особенности перехода учащихся от незнания к знанию на каж дом уровне усвоения химических понятий в зависимости от выбран ного пути (эмпирический, теоретический); своеобразие каждого вида средств обучения и методика его использования; введение в комплекс учебного оборудования с наиболее ярко выраженными дидактическими возможностякш, адекватными конкретно му содержанию и приемам использования.4. Раскрыты основы практического создания и эксперименталь ной проверки учебного оборудования, показывающие его путь "от идей до внедрения".Выявлен качественный и количественный состав системы, дана характеристика ее компонентов, обеспечивающих эффективное приме нение их как: источников знаний для формирования основных понятий,законев, теорий, научной картины мира, для усвоения политехнических знаний и профориентации, выработки трудовых умений и навыков, ознаком ления учащихся с применением химии в народном хозяйстве; оборудования для ознакомления с методами науки и использова ние их для выполнения различного рода самостоятельных работ; уме ния применять свои знания на практике; технических средств обучения и управления учебно-воспитатель ным процессом.Результаты получили отражение в виде "Типовых перечней учеб ного оборудования и учебно-наглядных пособи^Г для средней и не полной средней школ на 12 пятилетку, а также в виде образцов средств обучения, внедренных и внедряемых в производство и шко лу (совместно с сотрудниками лаборатории учебного оборудования по

химии). 5. Разработаны и сформулированы требования к оснащению современного кабинета химии как организационно-методическому оформлению системы материальных средств; осуществлен прогноз его развития на перспективу.Уровень качества организации и оборудования кабинета химии и его потенциальной возможности обеспечивать эффективное комплек сное использование системы средств обучения выявляется с помо щью аттестации, методика проведения которой разработана и внед рена в практику школ.6. Система материальных средств обучения химии явилась не обходимой предпосылкой разработки рациональной организации ее ис пользования, т.е. одним из условий для проявления потенциальной эффективности ее в педагогическом процессе.С этой целью был произведен анализ состояния организации использования демонстрационных средств обучения и учебного обо рудования для самостоятельных работ. Выявлены основные направле ния их совершенствования. Осуществлены проектно-конструкторская и методическая разработка этих направлений, их внедрение в про изводство и школу в виде отдельных образцев,наборев и комплек тов учебного оборудования (совместно с сотрудниками лаборатории учебного оборудования по химии).7. Осуществлена разработка методики оценки уровня педагоги ческой эффективности материальных средств обучения химии (в соавторстве с Полат E.G. и Волошиновой Е.В.), в частности: выяв ление влияния средств обучения и их комплексов на оптимизацию учебно-воспитательного процесса в условиях рационально оборудо ванного кабинета.Научно обоснованная система материальных средств обеспечи вает эффективное комплексное использование учебного оборудова ния. Полученные в эксперименте данные оценки педагогической эффек тивности материальных средств показывают, что последняя является важнейшим фактором, влияющим на упорядоченность взаимосвязей меж ду деятельностью учащихся и учителя.Рационально построенный комплекс предусматривает включение средств обучения, обеспечивающих различные способы отображения изучаемых явлений" конкретно-образный""схемно-модельный"и"знако во-концептуальный" для обеспечения разнообразных форм мыслитель ной деятельности учащихся.Экспериментальная проверка показала, что применение комп лексов позволяет так построить усвоение школьниками получаемой информации, что значительно улучшается ее запечатление, возрас тает обучаемость детей и их работоспособность, резко уменьшает ся утомительность урока. На основе доминирующей мотивации обес печивается целенаправленная интериоризация нового учебного мате риала. Очевидно, чем лучше система материальных средств приспо соблена к специфике этой деятельности, тем совершеннее способы и приемы последней и тем лучше она управляема, а следовательно, тем скорее следует ожидать проектируемых результатов обучения, т.е. нас^пления желаемого уровня обученности школьников при минимальных затратах времени, сил и средств учителя и учащихся, что в целом подтвердило гипотезу данного исследования.

Список литературы диссертации автор научной работы: доктора педагогических наук, Назарова, Татьяна Сергеевна, Москва

1. Литература по методике и технике химического эксперимента.

2. Литература по ведению хозяйства химической лаборатории.7. Дуриалы.

3. Картотеки для подготовки к урокам предназначаются для учителя или лаборанта и дает возможность подготовить комплекс средств обучения по каждому уроку с наименьшими затратами времени на высоком методическом уровне.

4. Развитие лабораторной микротехники, моделей различного назначения для формирования у школьников умений и навыков общественно полезного труда, воспитание культуры его выполнения.

5. Создание оборудования для более широкого осуществления прямых и обратных связей: контроля и самоконтроля выполняемых учащимися заданий.

6. Совершенствование системы материальных средств обучения тесно связано с проблемой повышения качества учебного оборудования, предусматривающем применение новых материалов и технологии при создании различных видов пособий.

7. Небольшие размеры предметов, которые недоступны для рассмотрения всех учащихся классов.- 306

8. Дифференцированные задания, позволяющие выполнять экспериментальные задачи по вариантам.

9. Комплект демонстрационных инструктивных материалов, который включает: таблицы, серии диапозитивов, а также кинофрагменты и кинокольцовки, позволяющие в динамике ознакомить учащихся с приемами выполнения необходимых операций.

10. Несоответствие техники и методики эксперимента требованиям наглядного, безопасного и доступного осуществления химических опытов, что повлекло исключение из программ некоторых практических работ и лабораторных опытов.

11. Серия диапозитивов "Галогены" нуждается в модернизации с целью достижения адекватности содержания серии целям, задачам и содержанию этой темы по программе.

12. Необходимо создание наглядного материала для изучения количественных отношений в химии.