CC BY
38
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Материалистическая диалектика как общая теория развития / Под ред. Л. Ф. Ильичева. - М.: Наука, 1882. - 464 с.
2. Ленин В. И. Материализм и эмпириокритицизм // Ленин В. И. Полн. собр. соч. - 5-е изд. - М.: Политиздат, 1980. - Т. 18. - 525 с.
3. Краткий философский словарь / А. П. Алексеев, Г. Г. Васильев и др.; под ред. А. П. Алексеева. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Велби: Проспект, 2004. - 496 с.
4. Философский словарь. - 5-е изд. / Под ред.
И. Т. Фролова. - М.: Политиздат, 1986. - 590 с.
5. Энгельс Ф. Диалектика природы. - М.: Политиздат, 1987. - 349 с.
6. Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. - 2-е изд. - М.: Наука, 1983. - 343 с.
7. Горелов А. А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие, практикум, хрестоматия. - М.: ВЛАДОС, 1998. - 512 с.
8. Зигель Ф. Ю. Неичерпаемость бесконечного: Научно-популярная литература. Для старшего возраста. - М.: Детская литература, 1984. - 254 с.
СООТНОШЕНИЕ ИНТЕГРАЦИИ И ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ В СИСТЕМЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНО НАПРАВЛЕННОГО ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ В ВУЗЕ
CORRELATION OF INTEGRATION AND DIFFERENTIATION IN THE SYSTEM OF VOCATIONALLY ORIENTED TEACHING CHEMISTRY IN HIGHER SCHOOL
А. М. Стихова
A. M. Stikhova
В статье представлена модель системной профессиональной подготовки студентов в вузе на основе обучения общей и неорганической химии. Дана характеристика составляющих ее компонентов. Определены условия, при которых курс химии становится профессионально направленным. Показано, как на основе оптимального соотношения интеграции и дифференциации происходит формирование профессиональных компетенций. Приведены основные параметры интеграции и дифференциации, взаимосвязь которых реализована в содержании и в методологии усвоения химического и инженерно-экологического содержания.
Ключевые слова: модель системной профессиональной подготовки, профессионально направленный курс химии, оптимальное соотношение интеграции и дифференциации, формирование профессиональных компетенций, параметры интеграции и дифференциации.
In the article the model of system vocational teaching general and inorganic chemistry to students in higher school is presented, the characteristic of its components is given. Necessary conditions which make the chemistry course vocationally oriented are defined. It is shown how the formation of vocational competency is realized on the bases of the optimal correlation of integration and differentiation. The basic integration-differentiation parameters, the interrelation of which is realized in the content and methods of mastering chemistry and engineering-ecologic subjects, are proposed.
Keywords: the model of system vocational teaching, the vocationally oriented chemistry course, optimal correlation of integration and differentiation, formation of vocational competency, integration-differentiation parameters.
Дисциплина «Общая и неорганическая химия» изучается студентами специальности «Инженерная защита окружающей среды» и состоит из двух относительно самостоятельных разделов - общей химии и неорганической химии. Общая и неорганическая химия является фундаментом для дальнейшего изучения аналитической химии и физико-химических методов анализа, органической, физической и коллоидной химии, а также дисциплин инженерно-экологического блока: «Промышленная экология», «Инженерные методы защиты атмосфе-
ры», «Инженерные методы защиты гидросферы», «Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг» и др. Профессиональная направленность дисциплины обеспечивается оптимальным соотношением интеграции и дифференциации. Рассмотрим модель системной профессиональной подготовки по общей и неорганической химии в вузе. Системность выражается следующими компонентами:
- предметно-содержательным;
- деятельностно-процессуальным;
Рис. 1. Модель профессиональной подготовки на основе обучения общей и неорганической химии в вузе Условные обозначения: ОбХ - общая химия; НХ - неорганическая химия; ОХ - органическая химия; АХ - аналитическая химия; ФХМА - физико-химические методы анализа; ФХ - физическая химия; КХ - коллоидная химия; ПЭ - промышленная экология; ИМЗА - инженерные методы защиты атмосферы; МЭ - методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг; ИМЗГ - инженерные методы защиты гидросферы.
- личностно-мотивационным. Рассмотрим это на модели (рис. 1). Предметно-содержательный компонент - это профессиональные знания в двух предметных областях: химической и инженерно-экологической [1]. Системообразующей при этом считается общая и неорганическая химия. Существует большое число связей между общей химией и неорганической химией, а также между общей и неорганической химией и химическими и инженерно-экологическими дисциплинами.
Вторым компонентом является деятельностно-про-цессуальный. Речь идет о профессионально ориентированных компетенциях - действиях. Прежде всего, это экспериментальные действия, которые соответствуют специфике изучаемых химических и инженерно-экологических курсов. В зависимости от уровня сложности решаемых в эксперименте проблем экспериментальные действия делятся на операционные и исследовательские.
К профессиональным компетенциям, формирование которых закладывается в курсе общей и неорганической химии, относятся оценочно-контролирующие, научно-информационные и расчетно-графические. Большое значение в профессиональной подготовке придается формированию и развитию профессиональных качеств лично-
сти (общепрофессиональных и мышления). К общепрофессиональным качествам личности относятся: самостоятельность, активность, инициативность, коммуникативность, стремление к лидерству. Профессиональное мышление, в свою очередь, отличает самостоятельность, креативность и системность.
Рассмотрим более подробно, как связаны между собой общая и неорганическая химия и дисциплины химического блока. Связь осуществляется как с разделом общей химии, так и неорганической химии посредством теоретической и процессуальной (экспериментальной и контролирующей) частей (рис. 2) - признак интеграции. При этом доля взаимосвязи химических дисциплин с общей и неорганической химией различна (признак дифференциации).
Для аналитической химии и физико-химических методов анализа соотношение взаимосвязанного содержания общей и неорганической химии составляет 50 и 50% (1:1), в остальных химических дисциплинах это соотношение изменяется и составляет 33,3% неорганической и 66,7% общей химии (то есть 1:2). На рис. 2 приведены наиболее значимые темы, объединяющие конкретные химические дисциплины с общей химией (признак дифферен-
Рис. 2. Взаимосвязь общей и неорганической химии с химическими дисциплинами посредством теоретической,
экспериментальной и контролирующей частей
Условные обозначения: Тема I. Основные понятия и законы химии. Тема II. Строение вещества. Тема На. Строение атома и систематика химических элементов. Тема III. Закономерности протекания химических процессов. Тема IV. Растворы и реакции в водных растворах. Тема Ма. Способы выражения состава растворов. Растворы неэлектролитов. Тема V. Окислительно-восстановительные и электрохимические процессы.
Виды контроля: лабораторный (л), тестовый (т), контрольные работы (к), вопросы и задачи (в).
Ф
циации). Основными промежуточными видами контроля как в общей и неорганической химии, так и в дисциплинах химического блока (признак интеграции) являются: лабораторный, тестовый, контрольные работы, а также примерные вопросы и задачи.
Очевидно, что важнейшим объединяющим (интегрирующим) фактором для химических дисциплин считается эксперимент, или экспериментальная часть (рис. 2). Однако значимость видов эксперимента для отдельных химических дисциплин различна (признак дифференциации). Так, например, общую и неорганическую химию связывают с коллоидной и физической химией инструментальные методы анализа, с аналитической - качественный и количественный анализ, с органической химией - синтез органических и неорганических веществ (рис. 2).
На рис. 3 показано, как общая и неорганическая химия через химические дисциплины связана с дисциплинами инженерно-экологического блока посредством теоретической, экспериментальной и контролирующей частей (признак интеграции). Представленные в модели профессиональной подготовки студентов (рис. 1) инженерно-экологические дисциплины объединяет с химиче-
скими дисциплинами не только конкретное содержание, но и формы и методы учебного процесса, в том числе наличие лабораторного практикума. В лабораторных практикумах инженерно-экономических дисциплин используют химический инструментарий, однако исследования проводят преимущественно на природных объектах, с учетом естественных факторов и условий.
Мы проанализировали экзаменационные вопросы инженерно-экологических курсов и определили число вопросов с химическим компонентом, а также их долю (%) в общем количестве вопросов в экзаменационных билетах (таблица).
Инженерно-экологическая дисциплина «Промышленная экология. Часть 1. Атмосфера». Примеры экзаменационных вопросов с химическим компонентом:
1. Малоотходные, безотходные и чистые производства на примере переработки нефелинов.
2. Атмосфера. Состав и строение. Химические процессы в атмосфере. Экологические последствия загрязнения атмосферы.
3. Экологические проблемы работы автотранспорта.
4. Нормирование качества окружающей природной среды.
Таблица
Химический компонент экзаменационных вопросов инженерно-экологических дисциплин
№ п/п Инженерно-экологическая дисциплина (ИЭД) Число вопросов с химическим компонентом Доля вопросов с химическим компонентом, %
1 Промышленная экология. Часть 1. Атмосфера (ПЭ-1) 22 55
2 Промышленная экология. Часть 2. Гидросфера (ПЭ-2) 20 39,2
3 Инженерные методы защиты гидросферы (ИМЗГ) 10 62,5
4 Инженерные методы защиты атмосферы (ИМЗА) 17 54,8
5 Методы и приборы контроля окружающей среды и экологический мониторинг (ЭМ) 20 62,5
5. Характеристика сырья и физико-химические свойства аэрозолей.
6. Очистка отходящих газов от оксидов азота, сероуглерода, оксидов углерода, диоксида серы, паров ртути, галогенов.
7. Абсорбционные методы очистки отходящих газов и т. п.
Анализ рабочих программ и составленных на их основе экзаменационных билетов дает ответ на вопрос, что является связующим (интегрирующим) в содержании общей неорганической химии, химических дисциплин и дисци-
плин инженерно-экологического блока. Прежде всего, это химические вещества и химические процессы; химический мониторинг и химические методы защиты (рис. 3), прикладной, профессионально направленный характер которых усиливается при переходе к дисциплинам инженерно-экологического блока (признак дифференциации).
Мощным объединяющим (интегрирующим) фактором является эксперимент, или экспериментальная часть. Все дисциплины, представленные на рис. 3, используют одни и те же методы анализа: качественный, количественный и инструментальный. Кроме того, общую и неорганическую
©^ ......................
Рис. 3. Взаимосвязь общей и неорганической химии с инженерно-экологическими дисциплинами посредством теоретической, экспериментальной и контролирующей частей
Условные обозначения: ОНХ - общая и неорганическая химия; ХД - химические дисциплины; ИЭБ - дисциплины инженерно-экологического блока.
Ось интеграции
Ось
взаимосвязи интеграции и дифференциации
0
Ось дифференциации
Рис. 4. Взаимосвязь интеграции и дифференциации в системе профессиональной подготовки в вузе Условные обозначения:ОНХ - общая и неорганическая химия; ХД - блок химических дисциплин; ИЭД - блок инженерно-экологических дисциплин.
химию и дисциплины инженерно-экологического блока связывают курсовые работы, которые также включают эксперимент. Различие (признак дифференциации) проявляется в разной степени сложности и комплексности использования видов анализа; в самостоятельности при выборе и постановке эксперимента; в повышении доли эксперимента, выполняемого в естественных условиях. И, наконец, контролирующая часть. Все виды контроля (признак интеграции) располагаются на рис. 3 по часовой стрелке в порядке их усложнения, а именно: типовые вопросы и задачи, лабораторный и тестовый контроль, инженерно-экологические задачи, контрольные и курсовые работы [2].
Результатом оценочно-контролирующих действий в системе интегративно-дифференцированного профессионально направленного обучения можно считать более объективное определение уровня развития профессионально ориентированных компетенций, включая и химические знания.
Так как основания для взаимосвязи интеграции и дифференциации очевидны, они должны быть реализованы через систему подготовки студентов инженерно-экологического профиля. На рис. 4 показана взаимосвязь интеграции и дифференциации в системе профессиональной подготовки студентов инженерно-экологического профиля.
Ось абсцисс - ось интеграции; ось ординат - ось дифференциации; прямая линия, проходящая через начало координат, - ось взаимосвязи интеграции и дифференциации.
Перечислим основные параметры.
Параметры интеграции:
1 - общность тематики разделов, базовых теорий, терминологии;
2 - совокупность операций мышления;
3 - совокупность операционных действий;
4 - общность методов исследования в экспериментальной части;
5 - общность профиля профессиональной подготовки.
Параметры дифференциации:
1' - уровень сложности и объем содержания;
2' - уровень сложности и соотношение дедуктивных и индуктивных процессов мышления;
3' - уровень сложности операционных действий;
4' - уровень сложности методов исследования в экспериментальной части;
5' - уровень профессиональной направленности.
Ось взаимосвязи проходит через все изучаемые блоки дисциплин: общую и неорганическую химию, блок химических дисциплин и инженерно-экологических дисциплин. На рис. 4 отражена преемственность дисциплин, что означает переход сформированных
профессиональных компетенций и их дальнейшее развитие от общей и неорганической химии к блоку химических дисциплин и далее к дисциплинам инженерно-экологического блока. Параметры интеграции и дифференциации, пересекаясь, образуют ось взаимосвязи процессов интеграции и дифференциации, где они проявляют себя в совершенно новом качестве. Области взаимосвязи соответствующих параметров интеграции и дифференциации:
[1-1'] - моделирование направления содержания;
[2-2'] - развитие профессионально значимых операций мышления;
[3-3'] - совершенствование операционных профессиональных компетенций;
[4-4'] - развитие исследовательских качеств личности;
[5-5'] - развитие творческой инициативы и стремления к самообразованию.
Эффективность предлагаемой концептуальной модели и обучающей системы в целом могут быть перенесены на другие условия. Как доказать, что система работает и в других условиях? С этой целью охарактеризуем систему двумя типами параметров.
Первый тип - значимые, неменяющиеся параметры:
К1 - специфика содержания (химическая);
К2 - основные формы занятий (лекция, лабораторная, самостоятельная работа);
К, - основные виды контроля (тест, контрольная, лабораторная, вопросы и задачи);
К4 - специфика экспериментальной составляющей;
К5 - специфика операций мышления.
Второй тип параметров - гибкие, меняющиеся параметры: А, В, С, й, Е (выражаем через дифференциал).
А - форма занятия; В - общее количество часов, в том числе аудиторных; С - распределение часов по формам занятий; й - уровень изучения дисциплины; Е - профессиональная направленность.
Совокупность качественных параметров (Б), выраженных посредством математического моделирования, можно представить в следующем виде:
Б = К^А + К^сКВ + й + Е) + К3с1(В + С + й) + К4с1(А + В + й + Е) + К5.
Итак, на основе взаимосвязи между общей и неорганической химией, блоком химических и инженерно-экологических дисциплин разработана концепция изучения профессионально направленного курса общей и неорганической химии. При оптимальном соотношении интеграции и дифференциации в процессе изучения соответствующего химического содержания закладывается формирование профессионально ориентированных компетенций студентов. Сочетание интегративного и дифференцированного подходов создает условия для каждого обучающегося, развивает систематичность их мышления, формирует такие значимые качества личности, как самостоятельность, инициативность, коммуникативность и др. Разработанный режим интегративно-дифференцированного обучения служит основой для укрепления мотивации не только по отношению к химии, но и к последующему освоению профессиональных дисциплин, так как формирует действия, необходимые для специалиста-профессионала.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Стихова А. М. К формированию образовательного пространства общей и неорганической химии в морском вузе // Пространство современного образования: Матер. Всерос. науч.-практ. конф. 19-20 ноября 2009 г. / Науч. ред. Э. Г. Ма-линочка, отв. ред. О. Т. Паламарчук. - Краснодар: Кубань-Книга, 2009. - С. 134-137.
2. Стихова А. М. Общая и неорганическая химия: В 2 ч. - Ч. 2. Неорганическая химия: Учеб.-метод. пособие по организации самостоятельной работы курсантов. - Новороссийск: МГА им. адм. Ф. Ф. Ушакова, 2009. - 124 с.
