CC BY
39
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования 1981.
5. Степин ВС. Теоретическое знание. М., Прогресс-^адиция. 2000.
6. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. Ижевск. ИКИ. 2003.
Об опыте организации самостоятельной работы студентов при изучении общей химии в Университете машиностроения
к.х.н. доц. Мартынова ТВ.
Университет машиностроения TVMartinova@rambler.ru
Аннотация. Предлагается методика организации самостоятельной работы студентов в процессе изучения общей химии в техническом вузе.
Ключевые слова: подготовка бакалавров по химии, задания для самоподготовки
Образовательные стандарты третьего поколения предусматривают увеличение времени на самостоятельную работу студентов. Студенты должны научиться самостоятельно овладевать знаниями. Какой объем материала отвести на самостоятельную работу? Какую форму отчетности требовать? Что сделать, чтобы заинтересовать студента этой работой? Какой уровень сложности должны иметь задания для самостоятельной работы? Это лишь некоторые из большого круга непростых вопросов, ответы на которые предстоит найти. Для решения этих задач, прежде всего, необходимо организовать самостоятельную работу студента по форме и по содержанию. Сделать это отчасти можно с помощью пособия, содержащего задания для самостоятельной работы, примеры их выполнения, алгоритмы решения расчетных задач. Опыт создания такого пособия в Университете машиностроения предлагается вашему вниманию.
Пособие ТВ. Мартыновой «Задания для самостоятельной работы». Учебное пособие по разделу «Общая химия» для студентов, обучающихся по всем специальностям и направлениям» издано в МГТУ «^^МИ». В 11 разделах пособия содержатся задания по темам:
1) Основные химические понятия и законы;
2) Строение атома и периодический закон;
3) Омическая связь;
4) Омическая термодинамика;
5) Омическая кинетика;
6) Растворы. Дисперсные системы; Окислительно-восстэдовительные реакции; Электрохимия; Металлы;
10) Органические полимерные материалы;
11) Омическая идентификация. Качественный и количественный анализ.
К каждой теме предлагаются контрольные вопросы для подготовки к занятиям. Вопросы поставлены как к материалу, излагаемому в лекциях, так и к материалу, которым студент должен овладевать самостоятельно по учебнику, найти ответ в дополнительной литературе или Интернете. Логическая последовательность вопросов может рассматриваться и как план семинара, и как план письменной работы для студентов, пропустивших занятие по данной теме, и как вопросы для подготовки к экзамену.
Например, в предложенных к первой теме контрольных вопросах требуется дать формулировки стехиометрических законов, определения основным химическим понятиям (атом, молекула, атомная и молекулярная масса, элемент, эквивалент, простое и сложное вещество, моль, молярная масса, молярный объем, относительная плотность газа); привести определе-
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования ния, основные принципы номенклатуры и характеристику свойств основных классов неорганических соединений. Обозначенный круг вопросов химической атомистики представляет собой материал школьной программы. Написание письменной работы по плану, предложенному в контрольных вопросах, позволит студенту самостоятельно ликвидировать пробелы, систематизировать имеющиеся знания по химии. А преподавателю позволит получить представление об уровне подготовки каждого из студентов.
Для усвоения новой информации и актуализации полученных знаний в каждом разделе пособия предлагаются задания и задачи для самостоятельного решения. Предварительно разбираются примеры решения и оформления типовых заданий. 15 вариантов индивидуальных заданий по каждой теме призваны сделать работу студентов более самостоятельной. В каждом варианте предлагается от 5 до 10 заданий в зависимости от объема изучаемого материала. Задачи в вариантах располагаются в последовательном повышении сложности.
Приведу пример: в первом задании по теме «Строение атома и периодический закон» предлагается составить полные электронные формулы атомов двух элементов. В каждом варианте предложены элементы s- или р-семейсгв и ¿-элемент. Кроме того, студент должен указать электронное семейство и привести графическую формулу валентного слоя. В примерах выполнения упражнений к этой теме предлагается табличная форма выполнения задания, позволяющая студенту закрепить знания о физическом смысле порядкового номера элемента и его положения в системе.
Валентный уровень атома мышьяка
Тут же рассматриваются исключения из правил: электронное строение элементов побочных подгрупп I, II и, частично, VIII группы, число ¿-электронов предвнешнего слоя которых нельзя рассчитать по формуле (№ группы-2).
В следующем задании предлагается обратная задача: по строению валентных электронных уровней определить элементы и указать их аналоги. Это задание несет в себе некоторый интригующий момент и всегда воспринимается студентами с интересом. Выполнять его предлагается также с помощью таблицы, но с обратной последовательностью строк.
Третье задание несет в себе еще одно усложнение: предлагается по строению валентного электронного уровня иона определить элемент. Студент должен решить, на какой подуровень необходимо добавить электроны или с какого подуровня и сколько снять лишних. Получив, таким образом, электронную формулу валентного уровня атома, по ранее рассмотренной схеме надо определить элемент. В дополнение к этому вопросу предлагается рассчитать количество нейтронов в атоме этого элемента. Необходимо чтобы студенты обязательно отвечали на такие дополнительные вопросы, которые не требуют много времени для ответа, но существенны для усвоения данной темы.
Следующее задание предполагает развитие у студента навыков анализа свойств элемента и его соединений исходя из его положения в системе. Предлагается сравнить элемент с двумя соседними элементами в периоде и электронными аналогами в подгруппе по следующим характеристикам: радиусу атома (г), энергии ионизации (ЭИ), энергии сродства к элек-
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования трону (ЭСЭ), относительной электроотрицательности (ОЭО), металличности, окислительным и восстановительным свойствам, характеру высшего оксида и гидроксида. Для выполнения этого задания студент должен овладеть знаниями закономерностей изменения свойств атомов в периодах и группах. В пособии дается пример выполнения этого задания в виде таблицы.
Последнее задание в этой теме вызывает у студентов наибольшее затруднение: «Напишите значения всех квантовых чисел формирующего электрона атома элемента №...». Необходимо написать электронную формулу атома предложенного элемента, привести графическую формулу валентной структуры. Найти формирующий электрон, т.е. выполнить задание, аналогичное первому, и дополнительно продемонстрировать знание квантовых чисел их обозначений и числовых значений. Пример выполнения такого задания также подробно разбирается.
Решение задач по любой теме имеет две стороны: диагностическую и познавательную. Во втором случае задачи призваны совершенствовать прочность, глубину, осознанность знаний. При использовании задач следует требовать обоснования решения. Это относится и к тренировочным задачам, рассчитанным на выработку навыка решения типовых задач «по шаблону». В пособии предлагаются рекомендации к решению расчетных задач, в которых указывается необходимость составления краткого условия задачи, написания уравнения с коэффициентами, написания формул для нахождения искомых величин и составления плана решений, использования справочных данных, внимательного отношения к единицам измерения.
Например, при решении задачи в теме «Элек^охимия»:
«Вычислите электродный потенциал свинцового электрода в насыщенном растворе PbSO4, содержащего 0,001 моль/л ионов БО42_». Студент должен для расчета потенциала по уравнению Нернста найти концентрацию ионов свинца. Опираясь на знания, полученные в теме «Растворы», использовать справочное значение произведения растворимости РЪБО4. В пособии даны таблицы с необходимым справочным материалом. И далее соответствующим образом оформить задачу, сформулировать условие и привести решение.
Дано: Е° = -0,126 В [БО42-] = 10"3 моль/л
ПР(РЪБО4) =2-10"8 Найти: Е(РЬ2+/РЬ)
Решение:
:ения 2-10"8
Из выражения ПР = [РЪ2+][БО42-] найдем [РЬ2+];
[ръ2+] = -ю^ = 2-10-5 (моль/л),
Подставим полученное значение в уравнение Нернста: Е = Е() + 0,059^[МеП+], п
£ = —0,126 + ^у9 • 1ё2 • 10"5 = —0,126 + 0,03 • (-4,7) = -0,266 (В)
Ответ: Е(РЪ2+/РЪ) = -0,266 В.
Для повышения интереса студентов к выполнению работы в пособии была использована нетрадиционная форма заданий. В теме: «^мшюская идентификация. Качественный и количественный анализ» задания даны в форме кроссворда. Надо отметить, что эта форма работы оказалась чрезвычайно привлекательной для студентов. Показательно, что это задание сдается студентами на проверку почти сразу же после прохождения темы.
Приведу пример: По горизонтали: 1 - метод очистки веществ, опирающийся на различную растворимость веществ при разных температурах в воде или других растворителях; 2 -метод измерения потенциала электрода, погруженного в анализируемый раствор с целью установления зависимости между потенциалом погруженного в раствор электрода и концентрацией потенциалопределяющего компонента (сущ); 3 - элемент, ионы которого окраши-
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования вают пламя в фиолетовый цвет; 4 - измерение интенсивности потока рассеянного света, проходящего через дисперсную систему; 5 - метод, заключающийся в получении содержащего определяемый компонент труднорастворимого соединения, которое после фильтрования, высушивания и прокаливания взвешивают (сущ.).
1
6
7
8
2
3
4
5
По вертикали: 6 - анализ с целью установления химического состава тел; 7 - прибор, предназначенный для измерения светопоглощения в пределах ультрафиолетовой и видимой области спектра при строго определенной длине волны, соответствующей максимуму поглощения вещества аналитической пробы; 8 - аналитическая группа катионов, гидроксиды которых растворяются в избытке 25%-ного раствора гидроксида аммония.
Систематическая проверка знаний, умений и навыков является одним из важных условий успешного обучения, позволяющая устранять пробелы в подготовке студентов. Тестирование как система контроля знаний находит все более широкое применение в технологии подготовки бакалавров. Возможность быстрой и оперативной проверки знаний широкого круга студентов в условиях дефицита аудиторного времени делает тестирование весьма эффективным методом контроля. Поэтому в каждом разделе пособия даются тесты для самоконтроля с ключами ответов. Использование тестов повышает эффективность подготовки студентов к текущему и итоговому контролю уровня их знаний. В качестве примера приводятся тестовые задания к теме «Хи^ческая кинетика»:
1. Как изменится скорость простой химической реакции А + 2В = АВ2, если концентрацию вещества В увеличить в 2 раза?
1) увеличится в 2 раза; 2) уменьшится в 2 раза; 3) увеличится в 4 раза.
2. Как называется реакция, которая идет на границе раздела фаз?
1) гомогенная; 2) гетерогенная; 3) экзотермическая.
3. Как изменится скорость реакции при повышении температуры на 20°, если температурный коэффициент реакции равен 3?
1) увеличится в 3 раза; 2) уменьшится в 9 раз; 3)увеличится в 9 раз.
4. В какую сторону сместится равновесие реакции: 2СО(Г) + 02(Г) = 2С02(Г); _ДН, при а) повышении давления, б) понижении температуры?
1) а) -, б) -; 2) а)«-, б>-; 3) а) ->, б) «-.
5. Скорость реакции увеличивается в 2-4 раза при повышении температуры на каждые 10° -это:
1) закон действия масс; 2)принцип Ле-Шателье; 3)правило Вант-Гоффа.
Раздел 5. Теоретические и прикладные аспекты высшего профессионального образования
6. Скорость реакции пропорциональна концентрации реагирующих веществ в степени их стехиометрических коэффициентов - это:
1) закон действия масс; 2)принцип Ле-Шателье; 3)правило Вант-Гоффа.
7. Константа скорости химической реакции не зависит от...
1) природы реагирующих веществ; 2)кощентрации реагирующих веществ; 3) температуры.
8. Если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в таком направлении, которое ослабляет внешнее воздействие -
1) закон действия масс; 2) принцип Ле-Шателье; 3) правило Вант-Гоффа.
9. Смещение химического равновесия не зависит от:
1)концентрации реагирующих веществ; 2)присутствия катализатора; 3)те^ературы.
10. Механизм действия катализатора объясняется ...
1)увегачением доли активных молекул; 2)увеличением скорости движения молекул; 3)пон^ением энергии активации реакции за счет образования промежуточного комплекса
катализатора с реагирующим веществом. Ключи к тестовым заданиям
№ вопроса 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
№ ответа 3 2 3 1 3 1 2 2 2 3
Пособие «Задания для самостоятельной работы» прошло апробацию на нескольких потоках студентов Университета машиностроения. Примеры решения задач и выполнения заданий значительно облегчают работу преподавателя и позволяют сэкономить время на лекциях и семинарах. Студенты, работавшие по этому пособию, демонстрируют хороший уровень знаний на экзамене.
Литература
1. Супоницкая И.И., Мартынова Т В., Гоголевская Н И. Задания для индивидуальной работы по общей химии с методическими указаниями к их выполнению. М.: МПГУ, 2002. -105 с.
Компетентностный подход в образовании - основа повышения конкурентоспособности выпускника вуза
к.э.н. проф. Райкова ЛИ.
Университет машиностроения 8 (495) 223-05-23, доб. 1316
Аннотация. Рассматривается необходимость качественных преобразований в российской системе высшего образования.
Ключевые слова: российская система высшего профессионального образования, качественные преобразования.
В настоящее время единого представления о том, что считать образовательной услугой, ещё не сложилось. Только подход к высшему образованию как квазиобщественному благу позволяет обеспечить государственную поддержку и регулирование. Для того, чтобы российская система высшего образования могла качественно войти в единое международное образовательное пространство необходимо формировать среду комплексного развития студентов, основанную как на профессиональных, так и универсальных компетенциях.
Развитие в России рыночных отношений привело к необходимости качественных преобразований во всей российской образовательной системе. Актуальность данных преобразований вызвана тем, что возникшие в России рыночные отношения вызвали в структуре высшего образования перекосы из-за того, что в перестроечные годы потребовалось большое количество специалистов по продвижению товаров и услуг, по защите интересов продавцов и покупателей, т.е. в области работы на рынке и обслуживания его.
