CC BY
101
УДК 37
ОРГАНИЗАЦИЯ СОВРЕМЕННОГО ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА ПО ХИМИИ В УСЛОВИЯХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО КЛАСТЕРА
© 2019 А. В. Гвоздева1, А. В. Чаплыгина2
1докт. пед. наук, e-mail: [email protected] 2ассистент кафедры химии e-mail: nastasiya. chaplygina@yandex. ru
Курский государственный университет
Актуальность исследования обусловлена необходимостью адаптации существующих форм организации учебного процесса к условиям функционирования различных моделей подготовки высококвалифицированных специалистов. Для образовательного кластера «школа - вуз - предприятие» обоснована необходимость использования интегративного лабораторного практикума по химии, состоящего из трех частей (по числу субъектов кластера): школьного практикума, практикума для проведения занятий в университете и практикума для проведения учебных занятий на предприятии. Показано, что при организации лабораторного практикума в условиях образовательного кластера имеют место процессы интеграции и дифференциации. Описаны цели и задачи интегративного лабораторного практикума в целом и каждой из его частей. Приведено дидактическое обеспечение практикума, доказана необходимость учета особенностей организации лабораторных занятий каждым из субъектов образовательного кластера. Оценена эффективность применения на занятиях интегративного лабораторного практикума по химии по таким показателям, как сформированность практических умений обучающихся и мотивация к изучению предмета. Показано, что применение интегративного лабораторного практикума приводит возрастанию у обучающихся уровней мотивации к изучению предмета, способствует самостоятельности и рациональной организации труда.
Ключевые слова: образовательный кластер, интегративный лабораторный практикум по химии
Анализ современного состояния экономики страны показывает, что необходимо качественное изменение существующей модели экономического развития [Лапыгин, Корецкий 2007]. Реализация инновационного сценария [Мануйлова 2007] требует капитальной модернизации мощностей промышленных предприятий, ориентации на перспективные конкурентоспособные технологии, начиная с регионального уровня. Однако все это становится невозможным без обеспечения рабочих мест высококвалифицированными, коммуникабельными, способными творчески мыслить специалистами [Клейнер и соавт. 2008].
Для их подготовки необходимо постоянное реформирование системы профессионального образования, одним из направлений которого становится объединение образовательных организаций разного уровня с предприятиями и другими отраслевыми организациями в производственные, научные, образовательные кластеры, что регламентируется «Федеральной целевой программой развития образования на 2016 - 2020 годы» [Постановление]. В связи с этим в последнее время возросло количество моделей такого сотрудничества по типу «школа - колледж», «колледж -вуз», «вуз - предприятие» и т.д. в различных регионах страны [Журавлёва, Башкирцева 2008; Мухаметзянова, Шайдуллина 2008; Фролова].
Отличительной особенностью образовательного кластера типа «школа - вуз -предприятие» является не только усиление профориентационной работы [Чистякова, Родичев 2012; Чистякова и соавт. 2013; Иванин 2013], но и возможность получения обучающимися рабочей профессии [Арендачук 2016; Сергеев 2017; Шамсутдинова 2006] в рамках дополнительного образования. В частности, при организации сотрудничества между средней общеобразовательной школой, университетом и предприятием по производству полиамидных нитей в качестве такой профессии выступает профессия «лаборант химического анализа».
Появление образовательных кластеров, включающих разного рода участников, приводит к необходимости адаптации существующих форм организации учебного процесса к условиям функционирования конкретной модели сотрудничества. Для образовательного кластера «школа - вуз - предприятие» актуальным является создание принципиально нового интегрированного лабораторного практикума, который позволит решать разного рода задачи в зависимости от того, каким из субъектов кластера он реализуется [Архангельский 1980]. Основными характеристиками такого практикума являются его интегративный характер, позволяющий реализовывать рекомендуемые им лабораторно-практические занятия на площадках всех субъектов образовательного кластера, а также направленность на формирование профессионального самоопределения, под которым понимают процесс поэтапного принятия решений, с помощью которых личность создает баланс между своими интересами, склонностями и потребностями системы разделения труда в обществе.
Осуществление лабораторного практикума на базе всех субъектов образовательного кластера позволяет создать единую обучающую среду, в том числе и на предприятии, в соответствии с требованиями и опытом, накопленными в университете. Этим определяется один из основных принципов организации и функционирования кластера в целом: принцип создания обучающей среды и является проявлением процесса интеграции.
Принимая во внимание, что при организации и функционировании образовательного кластера имеют место не только процессы интеграции, но и дифференциации, то современный лабораторный практикум должен быть многоступенчатым и включать в себя несколько частей в соответствии с субъектами кластера: школьный практикум, практикум для проведения занятий в университете и практикум для проведения учебных занятий на предприятии.
Общей задачей всех практикумов является обеспечение предметно-профессиональной подготовки обучающихся образовательного кластера. Так, процесс обучения, реализуемый в школе, направлен на осуществление высокой предметной подготовки обучающихся; образовательный процесс в университете предполагает проведение теоретической и практической профильной, профессиональной подготовки обучающихся; процесс обучения на предприятии способствует практической подготовке квалифицированного специалиста по профессии «лаборант химического анализа». Такой подход к организации учебного процесса позволяет сделать подготовку обучающихся более полной и наглядно иллюстрирует процесс интеграции всех субъектов образовательного кластера для решения общей задачи.
Но одновременно с этим наблюдается и дифференциация согласно задачам, реализуемым каждой из частей практикума. Так, задачи школьного практикума состоят в следующем:
- сформировать начальные экспериментальные умения и навыки при работе в химической лаборатории;
- способствовать усвоению теоретических основ химии (овладение химическим языком, умение иллюстрировать теоретические положения самостоятельно подобранными примерами);
- развить исследовательские умения, способствовать получению опыта творческой деятельности;
- сформировать профессиональное самоопределение в рамках элективных профессионально направленных курсов.
Задачи практикума для проведения занятий в университете:
- закрепить и расширить теоретические знания, полученные в процессе обучения химии в школе;
- осуществить связи изучаемой теории и практики;
- развить умения устанавливать связи между различными научными категориями;
- сформировать первичные профессиональные умения и навыки;
- развить исследовательские умения, способствовать получению опыта творческой деятельности;
- развить познавательные умения и навыки (организационные, информационные, коммуникативные, самоконтроль, оценочные, работы с учебной литературой, умение наблюдать, осуществлять рациональную учебную деятельность и др.);
- создать условия для формирования профессионального самоопределения обучающихся.
Задачи практикума для проведения занятий на предприятии могут быть представлены следующим образом:
- отработать первичные профессиональные умения и навыки в реальных условиях производственного процесса;
- подготовить обучающихся по рабочей профессии «лаборант химического анализа»;
- подтвердить правильность профессионального самоопределения.
В содержательном плане дифференциация выражается во включении в каждую часть практикума комплекса лабораторных работ, способствующих формированию умений и навыков на соответствующем уровне: в школе - на базовом, в университете -на базовом (для специальных дисциплин) и профильном, на предприятии -на профильном, а их интегративность состоит в многократной актуализации полученных умений и навыков на каждом последующем уровне. Так, например, в школьном практикуме изучение темы «Пластмассы и волокна» опирается в основном на работу с коллекцией образцов. В рамках практикума для университета осуществляется актуализация первичных представлений о волокнах и пластмассах и они дополняются экспериментальным изучением химических свойств образцов. Такой подход с использованием многократного повторения изученного материала позволяет осуществить перенос информации из краткосрочной памяти обучающихся в долгосрочную, а значит, обеспечить длительное время ее хранения. Также он позволяет преподавателю увеличить время, отведенное на и на закрепление изученного и объяснение нового материала.
Такой подход обеспечивает взаимное дополнение друг друга каждой из частей практикума и создает целостную систему - интегративный практикум.
При разработке дидактического обеспечения лабораторного практикума необходимо учесть особенности организации данного вида занятий каждым из субъектов образовательного кластера.
Ученический эксперимент школьного курса адаптируется к применению в условиях образовательного кластера. Например, на элективном курсе реализуется ряд
лабораторных работ, касающихся изучения физических и химических свойств полимеров и волокон, расширяется число опытов, демонстрирующих качественные реакции на классы органических соединений, в частности, проводится практическая работа «Идентификация классов органических соединений».
Лабораторный практикум, реализуемый в университете, включает в себя работы, формирующие умения и навыки по специализированным дисциплинам, например «Основы аналитической химии», «Обработка результатов эксперимента», «Охрана труда и производственная санитария». Методика выполнения работ содержит свернутую ориентировочную основу деятельности, чтобы обеспечить большую долю самостоятельности обучающихся при выполнении эксперимента.
Также выполнение лабораторных работ этой части практикума предполагает осуществление обучающимися учебно-исследовательской деятельности, в том числе направленной на решение экологических проблем химических производств. Например, работа по определению содержания железа в образцах сточной воды предприятия, отобранных в нескольких контрольных точках. Осуществление обучающимися подобных работ способствует не только формированию у них профессиональных умений и навыков, но и позволяет реализовать свой творческий потенциал.
Практикум по проведению учебных занятий на предприятии представляет наибольший интерес ввиду отсутствия в организациях такого рода опыта создания обучающей среды. Лабораторные работы этой части практикума носят специфический характер, поскольку ориентированы на анализ продукции конкретного предприятия по производству полиамидных нитей. Выполнение данных лабораторных работ способствует приобретению обучающимися навыков проведения химического анализа разных по составу объектов, умения анализировать полученные результаты и формулировать выводы.
Для проверки эффективности разработанного нами интегративного практикума в условиях образовательного кластера была проведена опытно-экспериментальная работа, в ходе которой осуществлялась оценка сформированности практических умений обучающихся и их мотивации к изучению предмета [Диагностика 2011: 80-90.] в экспериментальной (профильный класс образовательного кластера) и контрольной (профильный класс средней общеобразовательной школы) группах.
Для оценки сформированности практических умений обучающихся мы использовали такой количественный показатель как скорость выполнения действия. Это связано с тем, что уменьшение времени на выполнение какого-либо действия напрямую свидетельствует о том, что данное действие переведено в разряд умения или даже навыка. Для этого практическое занятие мы разбивали на следующие этапы:
- краткое обобщение главнейших научно-теоретических положений (1);
- восполнение пробелов в знаниях, необходимых для проведения работы (2);
- обсуждение задания (3);
- проверка степени готовности обучающихся к проведению лабораторно-практического занятия (4);
- инструктаж по технике безопасности (5);
- ответы преподавателя на вопросы обучающихся относительно выполнения задания (6);
- самостоятельное выполнение лабораторных работ (7);
- обсуждение и оценка полученных результатов (8);
- письменный или устный отчет обучающихся о выполнении задания (9);
- контрольное собеседование преподавателя с обучающимся (10);
- инструктаж по выполнению работ следующего занятия и домашнего задания
(11).
Далее осуществляли замеры времени необходимого для выполнения каждого из этапов занятия в экспериментальной и контрольной группах. Замеры производили в трех контрольных точках: в начале обучения, середине и при его окончании. Гистограмма, позволяющая наглядно продемонстрировать изменения, происходящие в экспериментальной группе по сравнению с контрольной на этапе окончания обучения, представлена на рисунке 1.
Рис. 1. Хронометраж этапов лабораторно-практического занятия в контрольной и экспериментальной группах при окончании обучения
Анализ результатов показал, что в экспериментальной группе использование интегративного лабораторного практикума позволяет значительно сократить время на этапах 4, 6, 7. Это позволяет преподавателю более подробно остановиться на вопросе обсуждения и оценке полученных результатов (этап 8) или увеличить количество экспериментальных работ на занятии. При обработке результатов было выяснено, что в контрольной группе этапы 4, 6, 9 затягиваются, что не позволяет в достаточной степени уделить внимание контрольному собеседованию (этап 10), инструктажу по домашнему заданию (этап 11), обсуждению и оценке полученных результатов (этап 8) и, как следствие, снижает коэффициент полезного действия лабораторно-практического занятия.
Для уточнения уровня сформированности умений и навыков у обучающихся использовали следующие методы: взаимоконтроль обучающихся; наблюдение и оценка преподавателя.
Такие показатели, как правильность, точность выполнения действий, рациональность организации труда, оценивались при помощи разработанных нами карт учета сформированности практических навыков. При этом под рациональностью в организации труда понимали умение ставить задачи и планировать образовательную деятельность, осуществлять самоконтроль и поиск оптимального способа деятельности.
Анализ результатов показал, что в экспериментальной группе процентное соотношение обучающихся, правильно и точно выполняющих действие, выше по сравнению с контрольной группой. Поэтому можно предположить, что применение интегративного лабораторного практикума позволяет отрабатывать правильность и точность выполняемых действий. Также можно отметить положительное его влияние на такой качественный показатель сформированности практических умений, как рациональная организация труда.
Было отмечено, что на занятиях с использованием интегративного практикума обучающиеся стали успевать выполнять большее количество опытов самостоятельно, и это позволяло им лучше осознавать выполняемые практические действия. Поэтому было решено оценить данный показатель у обучающихся контрольной и экспериментальной групп. Уровень самостоятельности отслеживался методами систематического наблюдения и диалогического общения с обучающимися во время проведения лабораторно-практических занятий. Как показывают результаты, происходит увеличение доли обучающихся, самостоятельно выполняющих лабораторные работы в экспериментальной группе, что еще раз подтверждает эффективность проведения занятий с применением интегративного практикума.
Для более полной оценки результативности применения разработанного нами практикума было решено сравнить уровни учебной мотивации обучающихся контрольной и экспериментальной групп в трех контрольных точках: в начале обучения, в середине и по его окончании. Определение уровней учебной мотивации осуществляли методом анкетирования по опроснику «Учебная мотивация школьников» (модифицированная методика Н.Ц. Бадмаевой на основе методики изучения мотивационной сферы учащихся М.В. Матюхиной). Методика предназначена для выявления наличия мотива у обучающихся и подготовки педагога к реализации деятельности по формированию мотивационной сферы обучающихся.
При обработке анкет обучающихся на начальном этапе обучения было выяснено, что у большинства обучающихся преобладают мотивы благополучия и избегания неудачи и практически отсутствуют учебно-познавательные мотивы как в части содержания, так и в процессе учения, что приводит к преобладанию низкого уровня учебной мотивации.
При повторном анкетировании в середине и конце обучения было установлено, что в экспериментальной группе происходит изменение уровня учебной мотивации: в случае обучения в химико-математическом классе образовательного кластера происходит значительное снижение числа обучающихся с низким уровнем учебной мотивации и возрастает со средним и высоким. В контрольной группе также уменьшается количество обучающихся с низким уровнем учебной мотивации, но тенденция не является ярко выраженной. Данную тенденцию иллюстрирует диаграмма, представленная на рисунке 2.
Рис. 2. Динамика изменения уровней учебной мотивации обучающимися экспериментальной и контрольной групп на разных этапах эксперимента
Общую тенденцию изменения учебной мотивации обучающихся контрольной и экспериментальной групп подтвердил и опросник «Формирование мотивации к учению
студентов», адаптированный нами для обучающихся школ. Он включал в себя вопросы, уточняющие причины изучения обучающимися химических дисциплин, а также позволял определить виды деятельности, которым они отдают предпочтение при проведении занятий.
Анализ данных, полученных при анкетировании, позволил не только подтвердить динамику изменения учебной мотивации обучающихся, но и выяснить их отношение к разным формам организации учебных занятий. Было отмечено, что обучающиеся профильного класса образовательного кластера отдают предпочтение занятиям по анализу конкретных практико-ориентированных ситуаций, решению расчетных задач, изучению устройства приборов, осуществлению лабораторного эксперимента (отметило большинство респондентов). В контрольной группе обучающиеся больше склонялись к прослушиванию и написанию лекций, получению информации из выступлений товарищей, то есть к более привычным для них формам организации обучения.
Таким образом, описанные выше основные приемы и способы организации интегративного лабораторного практикума используются в учебном процессе всеми субъектами образовательного кластера, способствуют возрастанию у обучающихся уровней мотивации к изучению предмета и формированию у них практических умений и навыков, проявляющихся в правильном выполнении эксперимента, самостоятельности и рациональной организации труда. Это в совокупности приводит к более глубокому пониманию обучающимися теории и, как следствие, формированию у них сначала профессиональной направленности, а затем и профессионального самоопределения.
Библиографический список
Арендачук И.В. Риски профессионального самоопределения старшеклассников: психолого-педагогический аспект // Известия Саратовского университета. Сер.: Акмеология образования. Психология развития. Т. 5. 2016. Вып. 1 (17). С. 70-76.
Архангельский С.И. Учебный процесс в высшей школе; его закономерные основы и методы. М.: Высшая школа, 1980. 368 с.
Диагностика профессионального самоопределения: учеб.-метод. пособие / сост. Я.С. Сунцова. Ч. 2. Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2011. 142 с.
Журавлёва М.В., Башкирцева Н.Ю. Концептуальные и методологические основы создания региональной модели непрерывного профессионального образования в образовательном кластере нефтехимического и нефтеперерабатывающего комплекса // Вестник Казанского технологического университета. 2008. № 6. С. 317-327.
Иванин Г.В. Модель поддержки профессиональной ориентации и профессионального самоопределения школьников в условиях сетевого взаимодействия // Профессиональная ориентация в современной России: задачи, содержание, технологии: материалы Всерос. совещания (23-24 октября 2012 г., Москва). М.: ФИРО, 2013. Ч. 1. С. 149-152.
Клейнер Г.Б., Качалов Р.М., Нагрудная Н.Б. Синтез стратегии кластера на основе системно-интеграционной теории // Наука - Образование - Инновации. 2008. № 7. С. 23-28.
Лапыгин Д.Ю., Корецкий Г.А. Контуры регионального образовательного кластера // Экономика региона. 2007. № 18. С. 25-30.
Мануйлова Е.А. Инновационное развитие региона: формирование региональных образовательных кластеров // Инновации. 2007. № 7. С. 77-84.
Мухаметзянова Г.В., Шайдуллина А.Р. Кластеризация региональноной системы непрерывного профессионального образования // Вестник ФГОУ ВПО МГАУ. 2008. № 6/2'. С. 14-18.
Постановление Правительства РФ от 23.05.2015 N 497 «О Федеральной целевой программе развития образования на 2016-2020 годы» [Электронный ресурс]. URL: ^1р://минобрнауки.рф
Сергеев И.С. Система организационно-педагогического сопровождения профессионального самоопределения обучающихся в условиях вертикально интегрированного непрерывного образования: дис. ... докт. пед. наук: 13.00.08 / ФГАУ Федеральный ин-т развития образования. М., 2017. 440 с.
Фролова Н.Д. Принципы и подходы рационального формирования инновационно-образовательного кластера [Электронный ресурс]. URL: www.be5.biz/ekonomika1/r2012/2883.htm (дата обращения: 24.03.2018)
Чистякова С.Н., Родичев Н.Ф. Профессиональная ориентация: система и новые рубежи // Профессиональное образование. Столица. 2012. № 12. С. 20-24.
Чистякова С.Н., Родичев Н.Ф., Сахарова В.И. Тенденции развития профессиональной ориентации учащейся молодежи и вызовы времени // Профессиональное образование в России и за рубежом. 2013. № 2 (10). С. 23-29.
Шамсутдинова И.Г. Профессиональное самоопределение личности, его этапы и способы // Научные труды МИГУ. Сер: Психолого-педагогические науки. М.: Прометей, 2006. № 4. С. 36-46.
