ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАБОТЫ ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЫ “ШКОЛА ЮНОГО ХИМИКА” Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Педагогика

УДК 372.854 + 374.31 + 378.1

кандидат химических наук, доцент Цикалов Виктор Валентинович

Таврическая академия (структурное подразделение) Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования

«Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского» (г. Симферополь); кандидат химических наук, доцент Цикалова Виктория Николаевна

Таврическая академия (структурное подразделение) Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования

«Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского» (г. Симферополь); кандидат химических наук, доцент Сарнит Елена Александровна

Таврическая академия (структурное подразделение) Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования

«Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского» (г. Симферополь)

ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАБОТЫ ПРОФИЛЬНОЙ ШКОЛЫ "ШКОЛА ЮНОГО ХИМИКА"

Аннотация. В статье представлены педагогические аспекты организации и проведения учебных занятий в профильной школе "Школа юного химика", организованной на факультете биологии и химии Таврической академии Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Показано, что наиболее эффективной формой проведения занятий являются лабораторно-исследовательские работы, которые не только мотивируют школьников на повторение изученных ранее понятий химии, но и на изучение дополнительных понятий и законов, находящихся вне школьной программы и существенно расширяющих кругозор учащихся. По итогам работы профильной школы проведена систематизация накопленных с 2014 г. данных в отношении тем лабораторно-исследовательских занятий, методики их проведения; представлены статистические данные по числу абитуриентов из числа слушателей школы, поступивших на специальности химического профиля Крымского федерального университета.

Ключевые слова: профессиональная ориентация, профильные школы, обучение химии; химический эксперимент, внешкольное образование, мотивация, получение образования в группах.

Annоtation. The article presents the pedagogical aspects of organization and study at the specialized school "School of the Young Chemist". It is held at the Faculty of Biology and Chemistry of the Tauride Academy of the Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky. For chemical science, the most effective form of conducting classes is laboratory research. These studies motivate students to repeat the basic concepts in chemistry and study additional concepts and laws. New information is outside the school plan and significantly broadens the horizons of schoolchildren. Systematization of goals, topics of laboratory studies and methods of their implementation. The article presented statistics of schoolchildren from a specialized school who entered the specialty of the Crimean Federal University, where there is a subject of chemistry.

Keywords: career guidance, specialized schools, chemistry training, chemical experiment, out-of-school education, motivation, education in groups.

Введение. В современных условиях химическая наука и промышленность обеспечивают создание новых материалов для инновационного развития других отраслей, что делает необходимым повышение эффективности соответствующего кадрового обеспечения, организацию профильных химических школ и классов с целью профориентации учащихся средствами учебного предмета "Химия" и их подготовки к осознанному выбору будущей профессии [3]. Очевидно, что химия как учебный предмет вносит существенный вклад в воспитание и развитие обучающихся; она даёт школьникам основы химических знаний, необходимых в повседневной жизни, закладывает фундамент для дальнейшего совершенствования химических знаний, а также учит безопасному поведению в окружающей среде и бережному к ней отношению [8, 10-12].

В рамках профориентационной работы на факультете биологии и химии Таврической академии Крымского федерального университета (КФУ) организована "Школа юного химика", которая предполагает привлечение в структурные подразделения университета школьников, ориентированных на специальности химического профиля КФУ, к которым относятся следующие: в Таврической академии: химия, экология и природопользование, биология; в Медицинской академии: лечебное дело, педиатрия, стоматология, фармация; в Академии биоресурсов и природопользования: продукты питания из растительного сырья, продукты питания животного происхождения, агрономия, ветеринария; в Академии строительства и архитектуры: природообустройство и водопользование.

Цель данной работы - систематизация накопленных данных по работе профильной школы по следующим аспектам: методы мотивации школьников к обучению; выбор тем лабораторных занятий и использование различных методик их проведения; оценка эффективности работы профильной школы путём сравнения статистических данных по числу абитуриентов из числа слушателей школы, поступивших на указанные специальности химического профиля.

Изложение основного материала статьи.

1. Задачи работы и структура профильной школы. Работа профильной школы позволяет реализовать практико-ориентированную направленность общего среднего образования согласно Федеральному закону об образовании в Российской Федерации [1] и Федеральному государственному образовательному стандарту [2]. В части требований к результатам освоения базового курса химии школьники должны показать: "владение основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умение обрабатывать, объяснять результаты проведенных опытов и делать выводы; готовность и способность применять методы познания при решении практических задач" и "владение правилами техники безопасности при использовании химических веществ" [6, 13, 14]. Достижение этих

результатов невозможно без лабораторных занятий с использованием химического эксперимента, в свою очередь, подобные лабораторные занятия обеспечивают практико-ориентированность дисциплины и формирование интереса к процессам, протекающим в окружающем мире.

Основная цель работы "Школы юного химика": помощь учащимся в формировании устойчивого интереса к предмету, расширение кругозора и знаний, выявление межпредметных связей, овладение навыками экспериментальной работы, что важно для профориентации учащихся и формирования у них осознанного выбора профессии. Профильная школа формирует профессиональные интересы учащихся на основе познавательного интереса, акцентирует внимание учащихся на профориентационном содержании учебного предмета "Химия", раскрывает связь учебного материала с жизнью и хозяйственной деятельностью человека, показывает возможности химии в решении актуальных проблем, знакомит с основами химического производства, активизирует потребность учащихся в оценке и соотнесении своих личностных качеств и способностей с требованиями химических профессий [3].

Работа профильной школы организована на факультете биологии и химии Таврической академии, в проведении занятий участвуют преподаватели двух кафедр; при этом работа идет по двум профилям: профиль "неорганическая химия и анализ объектов окружающей среды" посещают школьники 9-го и 11-го класса; профиль "органическая и биоорганическая химия" предполагает работу со школьниками 10-го класса, поскольку типовая программа данного класса полностью представлена изучением органической химии, а в программе 11-го класса происходит закрепление и повторение всех разделов химии в генетической связи между ними [5, 6]. Преподаватели факультета биологии и химии в рамках работы данной профильной школы сотрудничают с руководством секции "химия" Государственного бюджетного образовательного учреждения дополнительного образования Республики Крым "Эколого-биологический центр" (г. Симферополь, М1р://есо-kids-crimea.ru/) (таблица 1).

Таблица 1

Организация работы профильной школы

Структура профильной школы "ШКОЛА ЮНОГО ХИМИКА"

Таврическая академия ФГАОУ ВО "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского", факультет биологии и химии (лабораторно-исследовательские работы) Государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования Республики Крым "Эколого-биологический центр" (теоретические занятия: лекционные занятия, практические занятия, семинары, решение расчётных задач)

профиль "неорганическая химия и анализ объектов окружающей среды" (кафедра общей и физической химии) профиль "органическая и биоорганическая химия" (кафедра органической и биологической химии)

2. Мотивация школьников к обучению. Использование химического эксперимента в учебной деятельности играет существенную роль в формировании мотивации изучения химии, так как систематическое включение экспериментальных работ в учебную деятельность обеспечивает развитие мотивации к изучению предмета, формирует положительное отношение учащихся к получению знаний и расширяет сферы применения полученных знаний [4].

За время работы школы удалось выбрать темы занятий наиболее актуальные и интересные для школьников. При проведении занятий используются разнообразные формы организации и методы обучения: практические и лабораторные работы, описание профессий фармацевта, химика и эколога, знакомство с важностью соблюдения техники безопасности при выполнении химического эксперимента [6]. Показано, что наиболее эффективной формой проведения занятий являются лабораторно-исследовательские работы, которые включают в себя теоретическую и экспериментальную часть, заканчивающуюся обсуждением полученных результатов, что мотивирует школьников не только на изучение школьного курса химии, но и на поиск дополнительной информации для решения поставленных на занятии задач [7]. Использование подобного вида занятий позволяет продемонстрировать учащимся связь теории и практики; показывает области применения полученных знаний и возможные сферы для будущей профессиональной деятельности [9].

По профилю "неорганическая химия и анализ объектов окружающей среды" разбираются следующие вопросы и соответственно организуются лабораторно-исследовательские работы по следующим темам:

1. Качественные реакции на катионы металлов и анионы кислот (учащиеся проделывают реакции, отвечающие качественному анализу на катионы металлов и анионы кислот, отмечают аналитические признаки реакций; записывают результаты, а затем получают новый объект для анализа и пытаются определить его качественный состав; у учащихся формируется навык выполнения качественного анализа).

2. Определение временной и общей жёсткости воды, взятой из различных источников (в рамках занятия учащиеся знакомятся с видами жёсткости воды и различными методами её определения; учащиеся на практике видят, что количественный анализ применяется не только для химических соединений, но и для анализа объектов окружающей среды: в ходе работы оценивается метод очистки воды, эффективность использования бытовых фильтров для очистки питьевой воды; по итогам занятия учащиеся получают представление о работе лаборанта, видят связь химии и экологии).

3. Химическая кинетика: скорость химической реакции и факторы на нее влияющие; химическое равновесие (на занятии учащиеся изучают влияние температуры и концентрации на скорость химической реакции; оценивают факторы, влияющие на смещение химического равновесия, тем самым понимают суть химических процессов, которые лежат в основе химической технологии и производства основных химических соединений; данное занятие вводит учащихся в понятия химической технологии и даёт представление о работе специалистов-химиков на химическом производстве).

4. Кислород, его получение в лаборатории, химические свойства; качественные реакции на озон; перекись водорода (учащиеся проделывают качественные реакции, характерные для кислорода, озона и перекиси водорода; учатся соблюдать правила техники безопасности при работе с сильными окислителями;

тем самым происходит закрепление знаний по свойствам химических соединений и областям использования этих соединений, в частности, применение перекиси водорода в медицине).

5. Химические свойства серы, серной кислоты и её солей (на данном занятии учащиеся проделывают реакции, характерные для растворов серной кислоты различной концентрации; учатся соблюдать правила техники безопасности при работе с кислотами-окислителями по аниону; происходит закрепление знаний по областям использования этих соединений, например, применение серной кислоты в химическом производстве).

6. Азот, его химические свойства; аммиак; соли аммония, их свойства; азотная кислота и её свойства (учащиеся проделывают реакции, характерные для азотной кислоты и её солей, аммиака и солей аммония; учатся соблюдать правила техники безопасности при работе с сильными окислителями; происходит закрепление знаний по областям использования этих соединений (применение солей азотной кислоты и солей аммония в качестве азотных удобрений), формирование навыка обнаружения нитратов в объектах окружающей среды: в почве, в воде, в продуктах питания).

7. Фосфор и его соединения; фосфорная кислота и её свойства (на данном занятии учащиеся проделывают реакции, характерные для фосфорной кислоты и её солей; происходит закрепление знаний по свойствам химических соединений, областям использования этих соединений (фосфорные удобрения); формирование навыка обнаружения фосфатов в почве, в воде).

8. Щелочные и щелочноземельные металлы, их соединения (учащиеся проделывают реакции, характерные для щелочных и щелочноземельных металлов, учатся соблюдать правила техники безопасности при работе с сильными восстановителями; происходит закрепление знаний по свойствам химических соединений, областям использования этих соединений и методам их получения: актуализация знаний в области химической технологии по синтезу и тех веществ, которые не встречаются в природе в чистом виде).

9. Алюминий, его химические свойства (на данном занятии учащиеся проделывают реакции, характерные для алюминия, его гидроксида и солей; происходит закрепление знаний по свойствам химических соединений, областям использования этих соединений: получение алюминия, его применение в металлургии; использование соединений алюминия в системах очистки воды).

10. Железо, его химические свойства; качественные реакции на катионы железа(П) и (III) (учащиеся проделывают реакции, характерные для железа и его соединений; знакомятся с понятием "коррозия металлов", её видами и способами защиты металлов от коррозии).

По профилю "органическая химия и биоорганическая химия" организуются лабораторно-исследовательские работы по следующим темам:

1. Качественный анализ органических соединений (выполняются лабораторные опыты по качественным реакциям основных классов органических соединений; учащиеся доступными химическими реакциями открывают наличие в веществах углерода, водорода, галоидов, азота, серы).

2. Химические свойства кислородсодержащих органических соединений: одноатомные и многоатомные спирты, альдегиды и карбоновые кислоты (кислородсодержащие органические соединения, по сравнению с углеводородами, включают в себя классы веществ, как правило, участвующие в процессе жизнедеятельности - это спирты, альдегиды, кислоты, фенолы, аминокислоты, углеводы; учащиеся проделывают реакции, отвечающие химическим свойствам данных классов, внимательно изучают, записывают результаты, а затем получают новый объект и пытаются определить основную функциональную группу заданного вещества; у учащихся формируется навык качественного анализа и закрепляются знания о свойствах химических соединений отдельных классов).

3. Хроматографический анализ органических соединений (в рамках занятия учащиеся знакомятся только с одним видом ведущего метода разделения и очистки органических соединений - хроматографией в тонком слое; учащиеся на практике видят, что тонкослойная хроматография применяется для разделения малых количеств веществ, с помощью этого метода решаются задачи идентификации веществ, проверка чистоты органических соединений, контроль за ходом химических реакций; по итогам занятия учащиеся получают представление о работе лаборанта, судебных и медицинских экспертов).

4. Жиры, их физические и химические свойства (на занятии учащиеся проверяют растворимость жиров в различных растворителях, определяют степень ненасыщенности жиров на примере растительных масел и животных жиров; данное занятие вводит учащихся в понятия пищевой химии и даёт некоторое представление о работе специалистов-химиков в лабораториях масломолочной и эфиромасличной продукции).

5. Цветные реакции на белки (тематика аминокислот, их строения и свойств белков генетически объединяет органическую химию, биохимию и биологию, так как белки - основной материал, из которого строится структура живой клетки; занятие интересно тем, что учащиеся работают с растворами белков, полученными из общедоступных и известных им природных материалов (куриное яйцо, пшеничная или кукурузная мука, молоко, из которого выделяют альбумины, глобулины и казеин и желатин); учащиеся в ходе работы фотографируют изменения в пробирке, окончательный результат заносится в журнал в виде таблицы).

6. Белки как катализаторы биохимических реакций (работа продолжает знакомство учащихся с природными материалами: учащиеся в этом практикуме наблюдают действие фермента слюны - амилазы, на раствор крахмала в присутствии йода; работа поучительна и интересна с точки зрения физиологии человека и животных).

7. Углеводы: глюкоза, рибоза, сахароза, крахмал и целлюлоза, физические и химические свойства; качественные реакции на глюкозу и крахмал (полимерные и мономерные структуры сахаров, являются важными составляющими жизнедеятельности растительной и животной клетки; методы исследования, используемые в данном практикуме, например, глюкозы, широко применяются в лабораторных и диагностических анализах крови, мочи в медицинских учреждениях; по итогам занятия учащиеся получают представление о работе лаборанта-исследователя, судебных и медицинских экспертов).

3. Оценка эффективности работы профильной школы. При проведении оценки эффективности работы профильной школы можно отметить общую тенденцию увеличения числа школьников 9-11-го классов, посещающих занятия в профильной школе (таблица 2).

Таблица 2

Статистика по числу обучающихся в профильной школе "Школа юного химика" Таврической академии Крымского федерального университета

Учебный год Всего обучающихся в профильной школе (9-11 класс) Поступившие в КФУ / обучающиеся 11-го класса % поступивших в КФУ от числа уч-ся 11-го класса

2014-15 10 3 / 6 50

2015-16 24 5 / 8 63

2016-17 24 7 / 10 70

2017-18 22 5 / 7 71

2018-19 36 6 / 8 75

По итогам работы профильной школы можно отметить следующее: число учащихся 11-го класса, посещающих занятия в профильной школе, ежегодно меняется, что возможно связано как с объективными, так и субъективными причинами; использование лабораторно-исследовательских работ мотивирует школьников расширять свои знания по дисциплине, что способствует более качественной подготовке к итоговой аттестации и единому государственному экзамену по дисциплине и соответственно облегчает поступление в ВУЗ; очевидна тенденция увеличения числа школьников, выбирающих специальности химического профиля КФУ, что подтверждает необходимость и значимость работы подобной профильной школы в рамках факультета биологии и химии Таврической академии КФУ.

Выводы. "Школа юного химика" оказывает помощь школьникам в формировании устойчивого интереса к предмету, расширяет их кругозор, помогает в приобретении новых знаний по предмету, способствует овладению навыками экспериментальной работы c реактивами и лабораторным оборудованием, что очень важно для профессиональной ориентации учащихся; кроме этого при обучении в школе идет повышение интереса школьников к химии, а также популяризация университета, факультета и научных знаний. За время работы школы удалось выбрать наиболее актуальные и интересные для школьников темы, а также формы проведения занятий; показано, что использование в профильной школе лабораторно-исследовательских работ позволяет реализовать практико-ориентированную направленность обучения, и мотивирует школьников на более глубокое изучение дисциплины. По итогам работы профильной школы за период с 2014 по 2019 гг. отмечается увеличение числа школьников, выбирающих при поступлении в ВУЗ специальности химического профиля Крымского федерального университета.

Литература:

1. Федеральный закон от 29 декабря 2012 г. № 273-Ф3 "Об образовании в Российской Федерации" [Электронный ресурс]. URL: https://base.garant.ru/70291362/4c3e49295da6f4 511a0f5dl8289c6432/ (дата обращения 06.01.2020).

2. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (приказ Министерства образования и науки РФ от 17 мая 2012 г., № 413). [Электронный ресурс]. - URL: https://base.garant.ru/70188902/ (дата обращения 06.01.2020).

3. Бельницкая, Е.А. Система профориентационной работы учителя химии в условиях профильного обучения / Е.А. Бельницкая // Актуальные проблемы химического образования в средней и высшей школе: сборник научных статей. Главный редактор Е.Я. Аршанский. - Витебск: Витебский государственный университет им. П.М. Машерова, 2016. - С. 17-19.

4. Ваулина, Н.М. О мотивации изучения химии / Н.М. Ваулина // Химия. - 2004. - № 2. - С. 53-59.

5. Габриелян, О.С. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений / О.С. Габриелян. - М.: Дрофа, 2010. - 78 с.

6. Габриелян, О.С. Химический эксперимент в школе / О.С. Габриелян, Л.П. Ватлина. - М.: Дрофа, 2005. - 224 с.

7. Евстафьева, Е.И. Развитие внутренней мотивации изучения химии / Е.И. Евстафьева // Химия в школе. - 2003. - № 2. - С. 33-40.

8. Ермаков, Д.С. Профильное обучение: проблемы и перспективы / Д.С. Ермаков // Народное образование. - 2004. - № 7. - С. 101-107.

9. Малиновская, Н.В. Развитие мотивации к профильному обучению с использованием элементов профессиональной ориентации / Н.В. Малиновская // Учитель. - 2004. - № 2. - С. 13-17.

10. Махмутов, М.И. Принцип профессиональной направленности обучения / М.И. Махмутов // Принципы обучения в современной педагогической теории и практике. - Челябинск: ЧПУ, 1985. - С. 13-15.

11. Оржековский, П.А., Обучение химии, ориентированное на выполнение требований нового образовательного стандарта основной школы [Электронный ресурс] / П.А. Оржековский, Г.Л Маршанова, -URL: http://edu.znate.ru/docs/913/index-13696.html (дата обращения 03.01.2020).

12. Пинский, А.А. Концепция профильного обучения: все идет по плану / А.А. Пинский // Народное образование. - 2004. - № 1. - С. 55-58.

13. Тяглова, Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии / Е.В. Тяглова. - М.: Глобус, 2007. - 224 с.

14. Чернобельская, Г.М. Основы методики обучения химии: Учебное пособие для студентов педагогических институтов по специальности № 2122 "Химия" / Г.М. Чернобельская. - М.: Просвещение, 1987. - 256 с.