CC BY
50
Сведения об авторе: Науменко Людмила Сергеевна,
учитель английского языка
высшей квалификационной категории,
МБОУ СОШ № 115,
г. Челябинск, Российская Федерация.
&mail: lucynaumenko97@gmail.com
Information about the author:
Naumenko Liudmila Sergeevna,
Teacher of English,
School № 115,
Chelyabinsk,
Russia.
E-mail: lucynaumenko97@gmail.com
УДК 54(07) ББК 74.262.4
С.И. Орлова
СТРУКТУРА И ОБЪЁМ ОСТАТОЧНЫХ ЗНАНИЙ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ
В современном мире понимание элементарных основ химии необходимо для плодотворной работы практически во всех сферах профессионального труда. Поэтому необходимо, чтобы каждый человек активно владел минимумом химических знаний, которые он должен получить в школьном курсе химии.
В статье предпринята попытка определить основные характеристики остаточных знаний (объём, полнота, прочность) и уровень остаточных знаний у студентов гуманитарных специальностей.
Ключевые слова: остаточные знания по химии, школьное химическое образование, тесты, объём и структура знаний.
S.I. Orlova
THE STRUCTURE AND SCOPE OF RESIDUAL KNOWLEDGE OF CHEMISTRY SCHOOL COURSE
Understanding fundamentals in chemistry is necessary for productive work in almost all spheres of professional practice in modern world. Therefore, everyone should possess minimal knowledge of chemistry since secondary school chemistry course.
An attempt to identify the main characteristics of remaining knowledge (amount, weight, strength) and the level of remaining knowledge of the students of humanitarian specialties is made.
Key words: remaining knowledge of chemistry, school of chemical education, tests, the amount and structure of knowledge.
В ряду естественных наук химии отведено особое место. Она обладает огромным потенциалом обучения и развития. Без знания и понимания элементарных химических основ невозможно представить себе современную картину мира. Кроме того, большинство явлений, окружающих человека в повседневной жизни, имеют химическую природу. Поэтому, для обеспечения сознательно-
го и разумного решения возникающих проблем, даже бытового характера, необходимо, чтобы каждый человек владел минимумом химических знаний.
Загрязнение среды обитания, аварии, связанные с производством и транспортом химической продукции, агрессивная антихимическая пропаганда в СМИ, вопиющая научная безграмотность журналистов — вот основные видимые невоо-
руженным глазом причины негативного отношения к химии [3]. На сегодняшний день эта проблема становится особенно актуальной, ведь мы живем в эпоху, когда химические, биологические и информационные технологии глубоко интегрированы в нашу повседневную жизнь. Формирование целостного восприятия картины окружающего мира необходимо, чтобы чувствовать себя в современном мире уверенно и безопасно, не навредить себе и окружающим. При этом недостаточно только обладать комплексом знаний, нужно уметь логически мыслить, устанавливать причинно-следственные связи, проводить сравнительный анализ и правильно интерпретировать полученную информацию. Определяющую роль в этом становлении человека играют естественные науки с их объективными законами и количественным подходом.
Как известно, после окончания средней школы изучение химии продолжают лишь выпускники, поступившие в естественнонаучные, инженерные (технические) и медицинские вузы. Для основной же части выпускников химическое образование заканчивается в XI классе. Таким образом, средняя школа должна обеспечить выпускнику твердое владение минимумом химических знаний. В связи с этим, возникает естественный вопрос, каков в действительности уровень химических знаний и компетенций у молодёжи, закончившей среднюю общеобразовательную школу год, два или три назад, т. е. что представляют собой остаточные знания по химии у недавних выпускников [3]?
Целью нашей работы было выявление структуры и объема остаточных знаний студентов гуманитарных специальностей для оценки качества преподавания и содержания школьного курса химии.
Нами была разработана программа педагогического эксперимента. Его целью являлось определение уровня остаточных знаний по школьному курсу химии у студентов гуманитарных специальностей и установление пробелов в знаниях по данному предмету. Исследование проблемы проводилось с 2012 по 2015 гг. В нём можно выделить следующие взаимосвя-
занные этапы: констатирующий, поисковый, формирующий, проводимые на базе Челябинского государственного педагогического университета на следующих факультетах: филологический, исторический, факультет иностранных языков и факультет учителей начальных классов, Ивановского химико-технологического университета (гуманитарный факультет), ГБОУ Школы № 37 и № 654 г. Москвы. Констатирующий эксперимент проводился с 2013 по 2015 гг. Он включал в себя установление уровня остаточных знаний по химии у студентов гуманитарных специальностей, а также определение уровня знаний у школьников X и XI классов и определении пробелов в знаниях по школьному курсу химии.
В качестве инструмента для определения уровня знаний мы выбрали тест. Главное достоинство тестирования - возможность получения за короткий срок большого объёма первичной информации о группе испытуемых. При этом все респонденты находятся в равных условиях, а полученная информация удобна для статистической обработки. Каждый год мы составляли по 10 вариантов тестов, которые включали в себя 10 заданий. Составляя тесты, мы учитывали их программную валидность (охват тестом основных элементов знаний с учётом их значимости в курсе) и критериальную ориентированность [2] (включение заданий, проверяющих три основные уровня способов деятельности - узнавание, воспроизведение знаний; применение знаний в стандартной или знакомой ситуации; применение знаний и умений в новой ситуации, творческое применение знаний и умений) [1]. Приведём примеры некоторых заданий, использованных в наших тестах.
Задания первого уровня на воспроизведение и узнавание
1. Из предложенных вариантов выберете формулу сложного вещества: А) С12; Б) SO2; В) Н2; Г) Не знаю (2013 г.).
2. К сложному веществу относится: А) Фосфор; Б) Крахмал; В) Золотое кольцо; Г) Не знаю.
3. Метанол - это: А) Технический этиловый спирт; Б) Загрязнённый
го
о £
о
X -О
с; о ¡£
3
X
го
X
со ><
-О X
т о
I-го I-
о
о ^
Ю О
ГО >
I-
о
винный спирт; В) Метиловый спирт; Г) Не знаю.
Задания второго уровня на применение знаний и умений в стандартной или знакомой ситуации
1. К химическому явлению относится: А) Сушка белья; Б) Увеличение объёма дрожжевого теста; В) Засахаривание варенья; Г) Не знаю.
2. Согласны ли Вы с утверждением: Морская вода и пот проводят электрический ток?» А) Да; Б) Нет; В) Не знаю.
3. Согласны ли Вы с утверждением: «Производство алюминия - химический процесс?» А) Да; Б) Нет; В) Не знаю.
4. Согласны ли Вы с утверждением: «Длина медных проводов изменяется летом и зимой: увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении?» А) Да Б) Нет В) Не знаю (2014 г.)
Задания третьего уровня на применение знаний и умений в новой ситуации, творческое применение знаний и умений
1. Бриллианты получают огранкой алмазов. Рвутся ли в процессе огранки химические связи? А) Да; Б) Нет; В) Не знаю.
2. Справедливо ли утверждают, что молоко способно нейтрализовать негативное воздействие на организм некоторых веществ на «вредных» производствах? Приведите примеры «вредных» веществ.
3. Вам необходимо уничтожить 10 тонн радиоактивных отходов. Какой способ Вы выберете: А) Сжечь; Б) Запустить на ракете в Дальний Космос; В) Переработать микроорганизмами; Г) Замуровать в глубокой шахте; Д) Не знаю.
Помимо тестовых вопросов закрытого типа, мы включили задания открытого типа, где испытуемый должен был самостоятельно вписать верный ответ. Например:
Напишите химические формулы и названия химических соединений, которые Вы помните.
Также во все тестовые варианты мы включили элементарную расчётную задачу на процентную концентрацию. Приведём условия одной из таких задач:
Дым от одной сигареты содержит 5 мг ядовитого вещества никотина. Сколько яда примет человек за один день, выкурив 15 сигарет, если от каждой из них в его организм попадает 20% никотина?
Для того чтобы понять, как поставлено преподавание химии, в школах Челябинска и области, как преподносится этот предмет учителем, мы посчитали необходимым включить вопросы, в которых респонденты указывали бы своё личное отношение к школьной химии и к своему учителю химии.
Каково Ваше отношение к школьной химии? Добрая ли у Вас осталась память об учителе химии?
Тестирование проводилось два года подряд на одних и тех же курсах.
В 2013 году опрошено 252 респондента (студенты 1-3-х курсов), в 2014 году - 392 респондента (студенты 1-4-х курсов). В 2015 году - 405 человек (студенты 1-5-х курсов).
В результате обработки анкет было установлено, что у студентов всех факультетов есть значительные пробелы в знаниях по химии школьного уровня.
В настоящей статье примем во внимание результаты опроса лишь тех студентов, которые прошли тестирование три раза в 2013 г., 2014 г. и в 2015 г. соответственно. Усреднённые результаты анкетирования студентов гуманитарных специальностей представлены в табл. 1.
Исторический факультет: 67 человек.
Факультет учителей начальных классов: 64 человека.
Табл. 1. Усреднённые результаты анкетирования студентов факультета подготовки учителей начальных классов и исторического факультета Челябинского государственного педагогического университета за 2013, 2014 и 2015 гг. (131 человек)
го ш
о ^
о. О
О
Вопрос Доля положительных ответов, %
2013 г. 2014 г. 2015 г.
1 2 3 4
Добрая ли у Вас осталась память об учителе химии? 86 82 80,5
1 2 3 4
Ваше отношение к школьной химии? 70 86 86
Воспроизведение знаний школьной программы:
Простое и сложное вещество 78 75 75
Физическое и химическое явление 58 55 52
Школьный лабораторный эксперимент 17 48 39
Элементарный расчёт 23 41 37
Применение знаний в стандартной ситуации 58 57 51
Применение знаний в незнакомой ситуации 29 27 27
Знаки химических элементов 91 91 87
Формулы химических соединений 85 84 80
Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что происходит естественное постепенное забывание материала. Неоднозначно обстоит дело с результатами тестирования в вопросах, проверяющих знания по школьному лабораторному эксперименту и умением делать элементарный расчёт. В 2013 году только один человек с первого курса факультета учителей начальных классов дал верный ответ, касающийся эксперимента, и никто не смог верно решить расчётную задачу. Необходимо ответить, что большинство студентов, обучающихся на данном факультете, в отличие от исторического, закончили сельские школы Челябинской области.
При ответе на 7 вопрос: «Напишите символы и названия известных Вам химических элементов», - в 70% случаев респонденты делали ошибку в написании химического элемента, указывая вместо элемента простое вещество (кислород, водород, азот). Всего представлено 27 химических элементов разными студентами. В среднем каждый указал по 7. Наиболее распространены в ответах следующие: О, Н, С, С1, К, Ш, S, Р, Вг, Са (кальций часто называли калием и наоборот).
При ответе на восьмой вопрос: «Напишите химические формулы и названия химических соединений, которые Вы помните», - было выявлено, что наибольшие пробелы в остаточных знаниях у студентов относятся к разделу по органической химии. За три года тестирования всего массива студентов получено только 17 положительных ответов, каса-
ющихся органических соединений. Бензол указали 3 раза, глюкозу - 2 раза, попытались построить структурные формулы алканов (пропан - 2 раза, этан - 1 раз, странно, что метан не назвал никто; при построении структурной формулы была нарушена валентность углерода), 9 раз указывали формулу этанола (6 раз написали формулу неверно). Из неорганических соединений 100% верно ответивших указывали воду, около 50% назвали серную кислоту, фосфорную (20%), соляную (35%), указали хлориды натрия (20%) и калия (10%), кислород (80%), водород (50%), углекислый газ (45%). Всего за три года было представлено отдельными студентами 21 различное соединение. В среднем каждый перечислил по 5.
При ответе на 9-й и 10-й вопросы нашей анкеты, посвящённые личному отношению к школьному предмету «химия» и учителю химии, помимо ответов, были получены комментарии респондентов. В целом, более 80% опрошенных респондентов положительно отзываются о данной дисциплине и о своём школьном учителе. При этом многие студенты отмечают, что практикующаяся в ряде школ частая смена учителей, в том числе химиков, - сильный отрицательный фактор, мешающий усвоению предмета. Важно, что во многих анкетах респонденты сетовали на малый объём школьного химического эксперимента и даже на малое количество времени, отведенное химии в учебном плане. Интересный факт, что чем старше курс респондентов, тем более нужным и полезным им кажется предмет
го
о £
го
I-
о
«химия». Студенты с сожалением отмечают, что им не удалось получить прочные знания по данному сложному, но очень интересному предмету, и в то же время они начинают более критично оценивать своего учителя. Обратная ситуация наблюдается на младших курсах, - они с большей теплотой вспоминают учителя, а отношение к предмету у них скорее равнодушное.
Нельзя не отметить ещё один любопытный факт. Составляя задания тестов, мы специально выделили ответ «не знаю», для того чтобы понять, сформировано ли общее представление у респондента о проверяемом понятии или нет. Мы предполагали, что, если студент даёт верный ответ - знание сформировано, если даёт неверный ответ - сформи-
ровано неверно, а если выбирает ответ не знаю - не сформировано. Как высказались сами студенты, что лучше попробовать угадать верный ответ, чем выбрать ответ «не знаю». При том, чем старше курс обучения, тем реже встречался данный вариант ответа.
В 2014 и 2015 гг. на базе двух общеобразовательных школ города Москвы мы провели аналогичное тестирование у школьников в X и XI классах. В тестировании участвовали классы, в которых химия изучается на базовом уровне, т.е. предмету «химия» отводится 1 час в неделю. Число проверяемых в X классе составило 28 человек, в XI - 23. Усреднённые результаты анкетирования школьников представлены в табл. 2.
Табл. 2. Усреднённые результаты анкетирования школьников X и XI классов
Вопрос Доля положительных ответов, %
X класс 654 школа им. А.Д. Фридмана XI класс 37 школа XI класс 37 школа
сентабрь сентябрь май
Воспроизведение знаний школьной программы: Простое и сложное вещество Физическое и химическое явление 82 68 96 52 100 70
Школьный лабораторный эксперимент 46 39 40
Элементарный расчёт 39 35 53
Применение знаний в стандартной ситуации 54 39 37
Применение знаний в незнакомой ситуации 14 13 15
Знаки химических элементов 100 100 100
Формулы химических соединений 86 100 100
Как видно из результатов, при повторном тестировании в XI классе наблюдается прирост в понимании понятий простого и сложного вещества, физических и химических явлений и умении выполнять элементарный расчёт. При изучении темы физические и химические явления были использованы наглядные примеры (новый гвоздь и ржавый - коррозия металла привела к изменению цвета, на примере открывания газированной воды можно сделать вывод - не всегда выделение газа свидетельствует о протекании химической ре-
акции, в данном случае увеличился объём системы, уменьшилось давление, газ вышел из бутылки, но газированная вода осталась газировкой (выделение газа не привело к изменению вещества) и т.д. Что касается элементарных расчётов, то для усиления образовательного эффекта в курсе школьной химии их целесообразно строить на бытовых примерах, близких школьникам по смыслу. Например: Для ремонта стены дачного дома необходим цементный раствор, который можно получить смешением цементного порошка, песка и воды в соотношении 1,5:6:2,5. Сделайте не-
обходимые расчёты масс компонентов, если на ремонт стены необходимо затратить 4 кг цементного раствора. Кроме того, обнаружено, что подготовка школьников к сдаче ЕГЭ по математике помогла повысить уровень владения элементарными расчётами.
Подводя итог проделанной работы, нужно отметить, что в целом эксперимент прошёл успешно. Был опрошен большой массив респондентов. Выбранный метод оценки остаточных знаний оказался достаточно информативен, и позволил выявить уровень знаний по химии у студентов-гуманитариев и определить пробелы в школьном химическом образовании. Нельзя не отметить тот факт, что школьная программа по химии нуждается в серьёзной корректировке.
Об этом явно свидетельствуют полученные нами данные. Нужно не сокращать часы по химии в школе, а напротив, увеличить их объём. Ещё большее сокращение часов приведёт к абсолютному неусвоению и непониманию предмета.
Вышеуказанные проблемы современного школьного химического образования нуждаются в скорейшем решении. Для достижения более прочных знаний по химии у молодого поколения необходимо найти такие средства обучения, которые были бы интересны и понятны обучаемому, а главное, находили бы прямое применение в повседневной деятельности любого человека. В роли таких средств могут выступить практи-ко-ориентированные рекомендации к школьному учебнику химии.
Библиографический список
1. Беспалько, В.П. Инструменты диагностики качества знаний учащихся [Текст] / В.П. Беспаль-ко // Школьные технологии. - 2006. - № 2. - С. 138-150.
2. Лагутина, Н.Н. Тест как инструмент измерения знаний [Текст] / Н.Н. Лагутина // Химия в школе. - 1988. - № 3. - С. 41-45.
3. Орлова, С.И. Химические знания студентов-гуманитариев [Текст] / С.И. Орлова, Г.В. Лисичкин // Естественнонаучное образование: время перемен. - М.: Изд-во МГУ, 2014. - С. 63-71.
References
1. Bespalko V.P. Tools of diagnostics of quality of knowledge of pupils. Shkolnyie tekhnologii, 2006. № 2. P. 138-150. [in Russian].
2. Lagutina N.N. Test as a tool for measuring the knowledge. Khimia vshkole, 1988. № 3, 1998. P. 41-45. [in Russian].
3. Orlova S.I., Lisichkin G.V. Chemicalknowledgeof the humanities students. Estestvennonauchnoie obra-zovanie v shkole: vremiaperemen. M.: Izd. MGU, 2014. P.63-71. [in Russian].
Сведения об авторе: Орлова Светлана Игоревна,
аспирант, кафедра образовательных технологий,
факультет педагогического образования, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Российская Федерация. &mail^: osi.7@mai1.ru
Information about the author: Orlova Svetlana Igorevna,
Postgraduate student, Department of Educational Technology,
Faculty of Educational Studies, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia. E-mail: osi.7@mail.ru
