CC BY
85
УДК 159.9:37.018 ББК 74.90:74.560
Голубева Татьяна Брониславовна
кандидат технических наук, доцент
кафедра социально-культурных технологий Уральский государственный лесотехнический университет
г. Екатеринбург Golubeva Tatiana Bronislavovna Candidate of Technology,
Assistant Professor Chair of Socio-Cultural Technologies The Ural State Forest-Technical University Yekaterinburg
О формировании мотивации изучения химии у студентов технического вуза посредством использования демонстрационного эксперимента Оп Motivating Higher Technical School Students To Study Chemistry By
Means of Demonstration Experiment
В статье говорится о необходимости формирования познавательного интереса по дисциплине «Химия» у студентов технического вуза. Отдельно рассматривается роль демонстрационного эксперимента в получении в получении качественных знаний по дисциплине «Химия». Приводится конкретный пример - демонстрационный опыт к разделу «Качественный анализ» и его методическое обеспечение.
The article deals with the necessity to form the higher technical school students’ cognitive interest to the Chemistry. The role of the demonstration experiment while acquiring profound Chemistry knowledge by the students is emphasized. The demonstration experiment on “The Qualitative Analysis” and its methodological support are exemplified.
Ключевые слова: познавательный интерес, демонстрационный
эксперимент, методическое обеспечение демонстрационного эксперимента.
Key words: cognitive interest, demonstration experiment, methodological support of the demonstration experiment.
В соответствии с «Национальной доктриной образования в Российской Федерации» система образования призвана обеспечить формирование у молодёжи современного научного мировоззрения; экологическое воспитание, формирующее бережное отношение к природе [1]. Осуществлению этой миссии мешают новые вызовы и угрозы, с которыми столкнулась система образования в последнее время. К примеру, известна международная проблема набора в технические вузы. В России в условиях «демографической ямы» с приёмом на технические специальности всех желающих абитуриентов
приобретает актуальность проблема качественного образования людей со слабой довузовской подготовкой. Первокурсникам трудно осваивать образовательные стандарты технических дисциплин, которые рассчитаны на более высокий базовый уровень знаний.
Известно, что основной мотив учения - это познавательный интерес. Однако в настоящее время интерес к дисциплинам, лежащим в основе технического знания, в средней школе трудно сформировать. К примеру, на изучение химии в непрофильных классах средней школы отводится один час в неделю и небольшое домашнее задание. В силу недостатка времени школьникам преподносятся, в основном, только самые необходимые абстрактные истины без наполнения их конкретным содержанием. Например, строение атомов и молекул, их некоторые свойства, которые мало связаны с окружающей жизнью и потому не вызывают желания углублять свои знания. В результате химия из области естествознания превращается для учащихся в науку о формулах и уравнениях не встречающихся в повседневности реакций, а техническое мышление на занятиях по этой дисциплине не формируется.
Между тем в школьных учебниках по химии советского периода имелись достаточно подробные описания самых распространённых химических технологий: крекинга нефти, получения полимеров, чугуна и стали (в мартеновских, конверторных и электропечах с выделением достоинств и недостатков каждого процесса), серной кислоты и аммиака и др. Давались схематические чертежи, фотографии и объяснения по работе обеспечивающего эти технологии оборудования. Наличие достаточного количества аудиторных часов позволяло педагогам не только показать учебные фильмы, действующие макеты и коллекции материалов, но и провести экскурсии в естественнонаучные музеи, вузы и научно-исследовательские лаборатории, на промышленные предприятия. Отдельно отметим, что советский учитель химии был обязан включать демонстрационные эксперименты в образовательный процесс. Так, известный методист профессор В.С. Полосин в то время писал: «К сожалению, ещё встречается «меловой» подход, когда учитель заменяет демонстрации формулами и уравнениями химических реакций.
Очковтирательство в любой форме следует пресекать. Об этом должны позаботиться администрация школы и районные методисты химики» [5].
Таким образом, разными методами у обучающихся формировались понимание и интерес у учебному предмету, а затем и потребность в последующем, очень часто техническом, образовании.
Возвращаясь к современной ситуации, можно констатировать, что перед современными преподавателями химии как предмета общетехнической подготовки стоят цели не только усвоения обучающимися государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ГОС ВПО), но и доведения знаний студентов до уровня необходимого для освоения ГОС ВПО. Как правило, число отпущенных аудиторных часов занятий невелико, поэтому достичь заявленных целей, по нашему мнению, можно только при условии формирования положительного отношения обучающихся к изучению дисциплины с первых же часов занятий.
Большое значение имеет вводная лекция, которую многие преподаватели пропускают ввиду недостатка часов. Между тем именно на ней можно показать связь химии с выбранным направлением подготовки и другими дисциплинами Учебного плана, основные направления научных изысканий и достижениях современной химии, её роли в решении насущных проблем современности -борьбе с болезнями и голодом, ликвидацией последствий техногенных катастроф и т.п.Наконец, можно показать связь химии с вопросами охраны здоровья человека, что всегда вызывает заинтересованное отношение студентов. По нашему мнению, в дальнейшем при изучении отдельных разделов курса следует возвращаться к этим же вопросам, но на более конкретном уровне.
Специфичным мотиватором получения знаний по химии является демонстрационный эксперимент. На его важное место в методике преподавания этой дисциплины указывается в трудах В.Н. Алексинского, В. Н. Верховского, В.Я. Вивюрского, М.М. Гостева, И.И. Зайковского, Э.Г. Злотникова, М.А. Ивановой, М.А. Кононовой, И.А. Леенсона, П.А. Оржековского, В.С. Полосина, Ю.В. Сурина, Л. А. Цветкова, Г.М. Чернобельской,
И.Н. Черткова и др. Как показано в монографии И.П. Смирнова и Е.В. Ткаченко [6], в процессе воспитания важно учитывать интересы молодёжи, в частности, существующую у неё потребность в впечатлениях. Поэтому, на наш взгляд, эксперимент должен быть не только посвящён изучаемому разделу химии, но и быть занимательным, т.е. очень эффектным, привлекающим внимание в сочетании с яркими цветовыми переходами, окрашенными растворами и осадками, вспышками, фейерверками.
Занимательные химические опыты, используемые на занятиях, должны быть тщательно продуманы, прежде всего, с точки зрения соблюдения правил безопасности, а также методического обеспечения химического эксперимента -оптимального сочетания слова с экспериментом. Выдающийся медик и педагог Н.И. Пирогов в своих трудах большое внимание уделял именно этому сочетанию: «Горе нам от глупых и неумелых воспитателей, но ещё горшее горе от односторонних, вбивших себе в голову, что на одной только наглядности или только на слове можно основать всё школьное воспитание. Наглядность, имея главной целью воздействие на внешние чувства, может оставить внимательность ребёнка к своим более глубоким внутренним ощущениям и движениям нетронутой или мало развитой. Слово, проникая также извне, действует своими членораздельными звуками на самую главную, самую существенную способность человека ... мыслить... слово ещё может заменить наглядность, но одна наглядность никогда не заменит слова. Наглядное, одно, само по себе, без помощи слова, хотя и может глубоко врезаться в память ребёнка, но всегда останется чем-то отрывочным и несвязным, тогда как впечатление, произведённое словом, будет более цельное и связное» [4].
При разработке методического обеспечения демонстрационного эксперимента преподавателю важно:
- промотивировать переход интересов от привлекательности опытов к привлекательности самой науки, поэтому большое значение имеет эстетическая сторона процесса: спокойные, уверенные, продуманные, отработанные
многократным повторением действия преподавателя, его вдохновлённый вид, грамотная речь, создаваемая им атмосфера сотрудничества; оформление лабораторных установок, чистота посуды и др.;
- формировать научное мышление студентов, обучая их выделять существенные признаки и причины, порождающие химические явления, что способствует развитию аналитических и прогностических способностей обучающихся, учит их делать выводы;
- показать социальное значение наблюдаемых явлений: сферу
применения химических знаний, а также собственное умение использовать их;
- формировать ценности научной и экологической культуры, в том числе здорового образа жизни;
- расширить кругозор и повысить творческую активность обучающихся
при возможном использовании проблемных ситуаций. Проблемные ситуации характеризуются неожиданностью, конфликтом, предположением,
опровержением, несоответствием и неопределённостью. Разрешая проблемные ситуации, студент вынужден активно участвовать в поиске и приобретении новых знаний, установлении связей между известными и неизвестными фактами и понятиями. При этом преподаватель имеет возможность управлять процессами мышления, обучения и усвоения знаний своих учеников, а само изложение материала делается более доказательным. Применяемый для создания проблемных ситуаций химический эксперимент должен быть ярким, выразительным и убедительным, т.е. сильно влиять на эмоциональную сферу.
В качестве примера можно рассмотреть демонстрационный опыт к разделу «Качественный анализ» - известную качественную реакцию между растворимой солью трёхвалентного железа и роданидом аммония. Реакция является очень чувствительной и специфичной, сопровождающейся образованием кроваво-красного окрашивания. Поэтому с её помощью можно обнаружить содержание ионов железа (III) в природной и водопроводной воде.
В ходе занятия после показа реакции в традиционной форме, предлагаем студентам поразмышлять, где можно применить такой процесс на практике. Часто встречающийся ответ - для показа фокусов (два разбавленных почти бесцветных раствора при сливании образуют «венозную кровь»), в киносъёмках боевиков и т.п. Далее мы вносим свое предложение: выполнить проверку качества водопроводной (горячей и холодной) воды с использованием рассмотренной реакции.
Наше предложение промотивировано тем, что в воде, подаваемой централизованными системами хозяйственно-питьевого водоснабжения, суммарное содержание железа допускается не более 0,3 мг/л. Такое ограничение связано с тем, что, во-первых, избыток железа вызывает у человека нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы, печени, лёгких. Во-вторых, на многих промышленных предприятиях, где вода употребляется для промывки продукта в процессе его изготовления, например, в текстильной промышленности, даже невысокое содержание железа в воде приводит к браку продукции [1]. Подобные сведения формируют у первокурсников интерес как к валеологическим аспектам химии, так и к сведениям о технологиях продуктов промышленного производства.
По используемой методике для проведения испытаний к десяти мл испытуемой воды нужно добавить одну каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель пероксида водорода и примерно 0,5 мл трёхпроцентного раствора роданида аммония. При содержании ионов Бе3+ порядка 0,1 мг/л раствор окрашивается в розовый цвет, а при более высоком -в красный. Рекомендуется обсудить вопрос о роли азотной кислоты и пероксида водорода в данной методике, кратко напомнив студентам темы «гидролиз солей» и «окислительно-восстановительные реакции». Дело в том, что используемая реакция пригодна для обнаружения трехвалентного железа, в то время как в водопроводной воде оно часто содержится в двухвалентном состоянии. Азотная кислота играет роль окислителя, превращающего ион Бе2+ в ион Бе3+. Кроме того, кислая среда подавляет гидролиз солей железа, приводящий к образованию малорастворимых, не вступающих в реакцию с роданид-ионом, продуктов [3].
На данном примере видно, что при использовании демонстрационного эксперимента процесс формирования познавательного интереса к химии может развиваться по следующей схеме получения качественных знаний:
первый этап: студент не имеет определённой потребности и устойчивого интереса к изучению дисциплины, но, так как дисциплина включена в Учебный план подготовки специалиста, занимается ею в силу социального или собственного волевого принуждения;
второй этап: впечатления, полученные при показе эффектного опыта, дают начало последующему формированию ряда устойчивых побуждений: интересу к учебному процессу, потребности творчески участвовать в нём с получением положительного результата, сотрудничать с преподавателем и другими студентами;
третий этап: студент внутренне принимает задачи учебной
деятельности по дисциплине, они обретают для него значимость;
четвёртый этап: качественное усвоение полученных знаний.
В заключении можно сделать выводы о том, что правильно поставленный демонстрационный эксперимент и четкие выводы из него являются важнейшим средством формирования не только качественного «багажа знаний» по дисциплине, но и научного мировоззрения обучающихся. Кроме того, химический демонстрационный эксперимент может играть важную роль в успешном решении учебно-воспитательных задач как важное средство закрепления теоретических представлений; развития у будущих технических специалистов наблюдательности, стремления к совершенствованию знаний и применению их на практике.
Кроме того, химический демонстрационный эксперимент с продуманным методическим обеспечением, включающим учёт социальных мотивов учения, можно рассматривать по Э.Ф. Зееру как составную часть личностно развивающего профессионального образования [2]. Это объясняется тем, что, с одной стороны, он предполагает активное восприятие обучаемого, при которой стирается грань между обучением, воспитанием и развитием, а с другой -учитывает индивидуальный стиль и социально-профессиональные особенности педагога.
Следует отметить, что при организации химических демонстрационных экспериментов преподаватели сталкиваются с недостатком учебной литературы, содержащей описание эффектных впечатляющих опытов недлительного времени проведения с применением несложных установок и доступных реактивов. Как правило, такие сведения разрознены. Поэтому целью наших дальнейших исследований является систематизация и анализ
информации по проблемам организации химического демонстрационного эксперимента в вузе.
Библиографический список
1. Алексеев, Л.С. Контроль качества воды: Учебник [Текст]/ Л.С. Алексеев. - М.: ИНФРА-М, 2007. - С. 30-31.
2. Зеер, Э.Ф. Психология профессионального образования: учебник [Текст]/ Э.Ф. Зеер. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. - С. 169.
3. Лащевская, Г.В. Вечно живая вода / Химия: сборник элективных курсов. Вып. 3. [Текст]/ Г.В. Лащевская. - Волгоград: Учитель, 2007. - С.54.
4. Пирогов, Н.И. Избранные педагогические сочинения. [Текст]/ Н.И. Пирогов. - М.: Издательство Академии педагогических наук РСФСР, 1952. - С. 597-604.
5. Полосин, В.С. О некоторых методических подходах к организации химического эксперимента [Текст] / В.С. Полосин // Химия в школе, 1988. - № 5. - С. 63.
6. Смирнов, И.П. Новый принцип воспитания: ориентация на интересы молодёжи : монография [Текст] / И.П. Смирнов, Е.В. Ткаченко. - Екатеринбург: Сократ, 2005. - 183 с.
Bibliography
1. Alekseev, L. S. Control of the Water Quality: Textbook [Text] / L. S. Alekseev. - M.: INFRA-M, 2007. - P. 30 - 31.
2. Lashchevskaya, G. V. Ever-Living Water / Chemistry: Collection of Elective Courses.
Edition 3. [Text] / G. V. Lashchevskaya. - Volgograd: Uchitel, 2007. - P. 54.
3. Pirogov, N. I. Selected Pedagogical Essays [Text] / N. I Pirogov. - M.: Publishing
House of the Academy of Pedagogical Science of RSFSR, 1952. - P. 597 -604.
4. Polosin, V. S. Some Approaches Towards Arranging a Chemical Experiment [Text] / V.
S. Polosin // Chemistry at School. -1988. - № 5. - P. 63.
5. Smirnov, I.P. A New Principle of Education: Focus on the Interests of Young People: Monograph [Text] / I.P. Smirnov, E.V. Tkachenko. - Yekaterinburg: Socrates, 2005 - 183 p.
6. Zeer, E.F. Psychology of Professional Education: Textbook [Text] / E.F.Zeer. - M.: “Akademia” Publishing Centre, 2009. - P. 169.
