CC BY
67
ИЗ ОПЫТА ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ В РАМКАХ ПРОГРАММЫ НЕПРЕРЫВНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ШКОЛА - ВУЗ»
ON ORGANIZING THE RESEARCH PROJECT ACTIVITY OF SCHOOLCHILDREN ACCORDING TO THE PROGRAM OF LIFELONG EDUCATION "SCHOOL-UNIVERSITY"
Г. М. Чернобельская, Е. Б. Борунова, Н. В. Перевозчикова
В статье рассмотрена методика организации проектной деятельности школьников в рамках программы непрерывного образования. В качестве примера описаны два учебно-исследовательских практико-ориентиро-ванных проекта, выполненные учащимися ГОУ СОШ № 1246 с углубленным изучением английского языка г. Москвы в сотрудничестве с Московским педагогическим государственным университетом (МПГУ).
Ключевые слова: проектная деятельность школьников, непрерывное образование, мотивация к изучению химии.
В настоящее время в странах ЕС и его исполнительных структурах продолжается активное обсуждение «Меморандума непрерывного образования». Этот документ призван выработать всестороннюю стратегию непрерывного образования на личностном и институциональном уровнях во всех сферах общественной и частной жизни. Европейский саммит, прошедший в Лиссабоне в марте 2000 г., стал поворотным моментом в определении политики и практики Европейского Союза. Его выводы подтверждают, что Европа уже вступила в «эпоху знаний» со всеми вытекающими культурными, экономическими и социальными последствиями. Быстро меняются привычные модели образования, работы и самой жизни. Успешный переход к экономике и обществу, основанному на знании, должен сопровождаться процессом непрерывного образования - учения длиною в жизнь (^е1опд 1еагшпд). Учение длиною в жизнь в рамках Европейской стратегии занятости определяется как всесторонняя учебная деятельность, осуществляемая на постоянной основе с целью улучшения знаний, навыков и профессиональной компетенции. В нашей стране внимание к развитию непрерывной системы образования отражено в программе модернизации российского образования.
Мы считаем, что в реализацию программы непрерывного образования на стадии «школа -вуз» может внести значительный вклад особым образом организованная проектная деятельность школьников. В течение последних трех лет подобная работа проводится в сотрудничестве
G. М. Chernobelskaya E. B. Borunova, N. V. Perevozchikova
The article deals with the methods of organizing the research project activity at school according to the program of life-long education. Two research practically-oriented projects carried out by the students of Moscow school No. 1246 in cooperation with Moscow State Pedagogical University are described.
Keywords: students' research projects, lifelong education, motivation to study chemistry.
ГОУ СОШ № 1246 г. Москвы и химическим факультетом МПГУ.
В современной школе, и в частности в обучении химии, метод проектов в последнее десятилетие внедряется очень широко. Появились авторские разработки методики использования проектной деятельности (А. Е. Маркачев, Т. А. Боровских, И. Н. Хачатрян и др.). Рассмотрена история возникновения и развития проектной методики в образовании, ее психологическое обоснование; выявлены классификация и типология проектов, изучены их влияние на познавательную деятельность и мотивацию учащихся, предлагаются подробные рекомендации по реализации конкретных проектов. Публикации по данной тематике регулярно появляются в журнале «Химия в школе» и других педагогических и методических изданиях.
Учебный проект с точки зрения учащегося - это возможность делать что-то интересное самостоятельно, в группе или самому, максимально используя свои возможности; это деятельность, позволяющая проявить себя, попробовать свои силы, приложить свои знания, принести пользу и показать публично достигнутый результат. Проектная деятельность направлена на решение интересной проблемы, сформулированной самими учащимися в виде цели и задач; результат этой деятельности - найденный способ решения проблемы - носит практический характер, имеет важное прикладное значение и, что весьма важно, интересен и значим для самих исследователей.
В самом общем виде при осуществлении проекта можно выделить следующие этапы:
1 - выбор проблемы для исследования и погружение в проект;
2 - организация деятельности;
3 - осуществление деятельности;
4 - презентация результатов.
Конкретизируем содержание каждого из перечисленных этапов при организации проектной деятельности в рамках непрерывного образования «школа - вуз».
1. Выбор проблемы для исследования чаще всего осуществляется самим учащимся. В некоторых ситуациях школьник интересуется определенной тематикой, но конкретную тему проекта выбрать затрудняется. В этом случае мы предлагаем ознакомиться с подборкой статей из периодической печати, затрагивающих актуальные для населения проблемы, имеющие химические аспекты. Подборка материалов постоянно обновляется нами с использованием сети Интернет и периодических изданий. Хотелось бы обратить внимание на рубрики «Здоровье» и «Полезный выбор» в газете «Аргументы и факты» - почти еженедельно в них появляются статьи, которые можно использовать как во внеурочной деятельности по химии и биологии, так и на уроках. При использовании материалов из популярных новостных источников у школьников возникают дополнительные мотивы к проведению исследования - явная актуальность и практическая значимость проблемы, так как об этом пишут газеты, и возможность обсуждать проблему с родителями и знакомыми.
В ходе нашей работы несколько учеников 9-го и 10-го классов выказали заинтересованность проблемами, связанными с химическим составом и эффективностью медицинских препаратов. В результате беседы нами было выяснено, что на интерес к данной тематике повлияла ориентация на будущую профессию, общение в семье и материалы периодической печати об обилии фальсификаций медикаментов. После ознакомления с имеющимися подборками материалов были выбраны проблемы, связанные с использованием биологически активных добавок; антацидных препаратов; потенциальным вредом жевательной резинки. Была также изучена проблема, связанная с правилами приема медикаментов, а именно чем следует запивать таблетки, и не наносим ли мы себе вред, запивая лекарства чаем или соками.
В результате проблематизации определяют цель и задачи проекта - поиск способа или способов решения проблемы проекта, выдвигаются гипотезы, формулируется тема (название) будущего текста проекта.
2. Организация деятельности
На этом этапе мы проводили две групповые консультации учащихся для ознакомления их с методами научного исследования и рекомендациями по проведению информационного поиска в литературе и сети Интернет. При организации поиска информации нужно стимулировать учащихся как можно активнее пользоваться не только источниками информации на родном языке, но и англоязычными. При подготовке к экспериментальной проверке гипотез учащихся мы рекомендовали им ознакомиться с информацией, приведенной на сайтах http:// www.chymist.com и http://chemistry.about.com, в некоторых случаях - осуществить выбор методики химического эксперимента и ее перевод на русский язык. Вторая груп-
повая консультация была посвящена ознакомлению с особенностями оформления текста исследовательской работы, основными чертами научного стиля речи, целесообразностью использования рисунков, фотографий, диаграмм, таблиц. Также были даны рекомендации по подготовке докладов и оформлению презентаций.
В то же время проводились индивидуальные консультации для планирования каждого из ученических исследований. Индивидуальные консультации, в особенности планирование экспериментальной части работы, проводились с участием преподавателей химического факультета МПГУ.
3. Осуществление деятельности
На этом этапе работы над проектом очень важна самостоятельность школьников. После проведения информационного поиска и написания теоретической части работы (анализа найденной информации) учащиеся проводили окончательное планирование эксперимента и знакомились с аналитическими методами, необходимыми для его проведения. Функции учителя в данном случае - наблюдатель и консультант. В то же время дистанционные консультации по редактированию уже подготовленного текста и подготовке к эксперименту проводились сотрудниками химического факультета при помощи электронной почты и программы Бсуре.
Практическая часть большинства проектов выполнялась на базе лабораторий химического факультета МПГУ, полностью или частично. В основном это объясняется интересом школьников к экспериментальным методам, выходящим за рамки возможностей школьной лаборатории. Учащиеся познакомились на практике с такими методами аналитической химии, как тонкослойная хроматография, титрование, гравиметрия, фотометрия. Работа школьников в лаборатории всегда проводилась в присутствии учителя химии и одного из сотрудников факультета.
4. Презентация результатов
Этап презентации необходим для завершения работы, для анализа проделанного, самооценки и оценки со стороны, демонстрации результатов. Для успешной работы на этапе презентации нужно научить учащегося кратко излагать свои мысли, логически связно и аргументировано выстраивать сообщение, вырабатывать структурированную манеру изложения материала, использовать различные формы наглядности.
В нашем случае все учащиеся оформляли текст своей работы, готовили доклады и соответствующие компьютерные презентации. Желающие также писали научные статьи по теме своей работы, с аннотацией на английском языке и списком ключевых слов. Каждая работа получила экспертную оценку специалиста-химика (отзыв), работающего в вузе.
Семь проектов по химии, выполненные учащимися ГОУ СОШ № 1246 с углубленным изучением английского языка в тесной взаимосвязи с химическим факультетом МПГУ, были представлены на X и XI Всероссийских научно-практических студенческих конференциях «Глобальные проблемы взаимодействия человека и окружающей среды» (г. Москва), че-
тыре из них удостоены дипломов 1-й и 3-й степени. Эти ученические проекты также представляли Северо-Восточный округ г. Москвы на Всероссийской выставке работ молодых ученых «Шаг в будущее» в 2010 г.
Рассмотрим подробнее методику организации работы учащихся при выполнении проектов «БАД: правда или профанация?» и «Охота за грибами». Оба проекта по своему типу являлись индивидуальными, исследовательскими, долгосрочными, межпредметными (химия, биология, английский язык, ИКТ, ОБЖ).
Проект 1. «БАД: профанация или польза?»
Предварительная тема: «Следует ли верить рекламе биологически активных добавок?»
Вопросы к теме:
1. Какие вещества относятся к биологически активным добавкам (БАД)?
2. Чем БАД отличаются от лекарств?
3. Как классифицируют БАД?
4. Какое действующее вещество входит в состав биологически активной добавки «Капилар»?
5. Каково химическое строение и физиологическое действие данного вещества на организм человека?
6. Как можно проверить экспериментально, содержится ли действующее вещество в данном препарате?
7. Какой качественный метод химического анализа наиболее подходит для выявления содержания в препарате действующего вещества?
8. В чем заключается метод тонкослойной хроматографии?
Сфокусированная тема: «Состав и свойства некоторых биологически-активных добавок».
Задачи проекта: провести информационный поиск по проблеме биологически активных добавок; выяснить, для чего используются БАД и чем они отличаются от лекарств; ознакомиться с классификацией БАД; выяснить, какое химическое вещество содержится в БАД «Капилар»; познакомиться с методом анализа химических веществ с помощью тонкослойной хроматографии; экспериментально исследовать несколько образцов «Капилара» с целью определить, во всех ли из них присутствует заявленное действующее вещество.
Информационная работа по проекту заключалась в изучении информации о биологически активных добавках, содержащейся в научно-популярной литературе, периодической печати и глобальной сети Интернет на русском и английском языках; осуществлении направленного поиска информации в глобальной сети Интернет на русском и английском языках с целью выяснения состава препарата «Капилар» и ознакомления со свойствами действующего вещества в его составе; изучение теоретического обоснования и экспериментальной методики проведения анализа органических веществ при помощи тонкослойной хроматографии (ТСХ).
Экспериментальная работа выполнялась на базе кафедры органической химии МПГУ и включала в себя практическое определение содержания действующего вещества
дигидрокверцетина (ДГК) в образцах таблеток и крема «Капилар», произведенных разными фирмами. На первом этапе эксперимента проводилось отделение действующего вещества (ДГК) от остальных компонентов препарата. В случае таблеток проводилось измельчение их в ступке, экстрагирование действующего вещества, отделение раствора ДГК от нерастворимого носителя (крахмала или микроцеллюлозы) фильтрованием. В случае крема образец сначала был обработан несколькими растворителями, не растворяющими ДГК, с целью удаления из образца воды, жиров и отдушки; затем проводилась экстракция ДГК и фильтрование полученного раствора. На втором этапе эксперимента было проведено исследование полученных растворов методом ТСХ с использованием пластинок БМо! и раствора химически чистого ДГК как свидетеля. Экспериментальная работа выполнялась в лаборатории органической химии МПГУ Консультантом при выполнении эксперимента был доцент кафедры органической химии МПГУ, кандидат химических наук А. М. Коротеев. По результатам эксперимента были получены интересные результаты - не во всех исследованных образцах препарата было зафиксировано наличие действующего вещества (ДГК).
Презентация результатов заключалась в оформлении текста проекта; подготовке доклада и компьютерной презентации; выступлении с докладом перед одноклассниками в ходе «Недели естественных наук» в школе и на научно-практической студенческой конференции в апреле 2010 г.
Проект № 2. «Охота за грибами»
Предварительная тема: «Насколько безопасно в связи с современной экологической обстановкой использовать в пищу съедобные грибы?»
Вопросы к теме:
1. Что представляют собой грибы с точки зрения биологии?
2. Какие грибы классифицируются как съедобные?
3. Какие вредные вещества аккумулируются съедобными грибами?
4. Аккумулируют ли тяжелые металлы те грибы, которое общественное мнение считает «чистыми», в частности белые грибы?
5. Помогает ли предварительное отваривание грибов удалить из них тяжелые металлы?
6. Каково соотношение содержания тяжелых металлов в образцах грибов, собранных в Московской области и вдали от мегаполисов?
7. Превышает ли содержание в исследуемых грибах тяжелых металлов ПДК?
8. Какой метод целесообразно использовать при подготовке образцов грибов к исследованию на содержание тяжелых металлов?
9. В чем заключается аналитический метод инверсионной вольтамперометрии?
Сфокусированная тема: «Определение содержания тяжелых металлов в образцах белых грибов».
Задачи проекта: изучить информацию о грибах в научно-популярной литературе; собрать грибы одного и
того же вида в ближнем Подмосковье и вдали от мегаполиса; подготовить пробы для химического анализа на содержание тяжелых металлов; ознакомиться с методом определения массовой концентрации веществ в растворе при помощи инверсионной вольтамперометрии; провести экспериментальное определение массовой концентрации тяжелых металлов в пробах грибов; определить, способствует ли предварительное отваривание грибов удалению из них тяжелых металлов.
Информационная работа по проекту заключалась в изучении информации о грибах, содержащейся в научно-популярной литературе, периодической печати и глобальной сети Интернет на русском и английском языках; осуществлении направленного поиска информации в глобальной сети Интернет на русском и английском языках с целью выяснения, какие вредные вещества аккумулируются грибами; ознакомлении с разными методами извлечения тяжелых металлов из ткани гриба, а также с основными принципами инверсионной вольтамперометрии.
Экспериментальная работа выполнялась на кафедре физической и аналитической химии МПГУ.
Грибы представляют собой самостоятельное царство живых организмов, имеющих признаки как растений, так и животных. Мир организмов, традиционно называемых грибами, огромен: сейчас описано около 70 тыс. видов, что составляет примерно двадцатую часть от их истинного числа. Экспериментальное исследование проводилась на образцах белого гриба (Boletus edulis). Этот гриб относят к съедобным грибам, очень хорошим. Именно этот вид грибов выбран для анализа, так как общественное мнение приписывает аккумуляцию тяжелых металлов в основном другим грибам - съедобным низкого качества или условно съедобным, а белый гриб многие считают «чистым». Изучены образцы, полученные из грибов, собранных в Тверской области, и грибов, собранных в лесах Шатурского района Подмосковья, где летом часто возникают лесные пожары. Все грибы произрастали в смешанных лесах на торфяных почвах, но подмосковные грибы - недалеко от автомобильной магистрали (300-500 м от дороги).
Приготовление проб для анализа требовало от учащегося извлечение тяжелых металлов из ткани гриба в виде соответствующих ионов. Были использованы два способа приготовления проб.
I способ
Образцы грибов массой приблизительно по 100 г поместили в термостойкие колбы, добавили по 150 мл дистиллированной воды и вываривали в течение 3 часов при 100°С, добавляя дистиллированную воду по мере выкипания. Отвар фильтровали через бумажный фильтр, объем фильтрата доводили до 100 мл.
II способ
Образцы грибов массой приблизительно по 10 г измельчили и сушили в течение 12 часов при 100-120°С. По разнице в массах образца до и после высушивания определяли содержание влаги (воды).
Высушенные образцы грибов подвергли озолению в муфельной печи при 550°С. Полученную золу растворили
в концентрированной азотной кислоте. Используя дистиллированную воду, доводили объем раствора до 100 мл. При озолении получен белый пепел с легким зеленоватым оттенком, что, вероятно, объясняется присутствием соединений меди. При растворении в азотной кислоте получен прозрачный бесцветный раствор.
Исследование содержания в подготовленных пробах меди, цинка, свинца и кадмия проводилось при помощи инверсионно-вольтамперометрического измерения концентрации ионов тяжелых металлов в растворе. Использовался автоматический анализатор ТА-4 с хлорсеребря-ными и ртутными электродами и программное обеспечение «Анализ» версия 2.01.
Презентация результатов заключалась в оформлении текста проекта и его портфолио; подготовке доклада и компьютерной презентации; выступлении на научно-практической студенческой конференции в апреле 2011 г., написании статьи с аннотацией на английском языке.
Все проекты, выполненные учащимися в рамках программы непрерывного образования «школа - вуз», неизменно получали высокую оценку со стороны экспертов и на конференциях ученических научных работ. Сами учащиеся проявляли заинтересованность и инициативу в ходе проведения исследований и впоследствии выражали желание снова участвовать в проектной деятельности. Четверо учащихся, в последние два года работавшие над проектами, успешно поступили в МХТИ и ММА им. Сеченова. Следует отметить, что подобная деятельность не только повышает мотивацию к исследовательской работе по химии, но и готовит школьника к учебе в вузе, знакомя с организацией исследования и оформлением его результатов согласно требованиям высшего учебного заведения. Задействован и принцип опережающего обучения - школьники получают навыки работы с приборами и использования химических методов анализа, недоступных в обычной школьной лаборатории.
Проектная деятельность по химии в рамках программы непрерывного образования «школа - вуз» способствует формированию исследовательской, информационной и коммуникативной компетентности учащихся, а также профессиональных компетенций в сфере будущей специальности, то есть создает предпосылки для успешного обучения в вузе и дальнейшей работы. Следует рекомендовать школам и вузам искать возможности для осуществления подобного сотрудничества.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Коренман Я. И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов: в 4 кн. М.: КолосС, 2005.
2. Учебно-исследовательские проекты по химии. Содержание и реализация / Т. А. Боровских, А. Е. Маркачев, Г. М. Чернобельская. М.: Чистые пруды, 2009. 32 с.
3. Хачатрян И. Н. Мотивация проектной деятельности школьников // Химия в школе. 2006, № 6. С.52-57.
