Актуальные проблемы химического и биологического образования

На другом полюсе находятся попытки поддержать учебную мотивацию собственно средствами учебных предметов [1; 6; 8]. Здесь открывается весьма существенная роль предметного содержания в поддержке познавательного развития младших подростков. Она связана, как нам представляется, именно с острой потребностью подростка в общественно значимой деятельности, в решении «взрослых» задач. Вопрос о строении школьного предмета, объективирующего для ребенка деятельный смысл знаний, оснований культурного целеполагания в науке, разрабатывался в свое время в поддержку собственной учебной деятельности как свободной и целенаправленной [4; 5; 9]. Для естественнонаучных предметов в подростковом возрасте это вопрос пропедевтики, имеющей свое специфическое содержание, которое позволяло бы ученику выстроить учебный предмет «для себя», понимая культурные основания сложившихся научных понятий, видя свою «общность» с научным сообществом и с наукой как сферой своего будущего профессионального самоопределения.

Задачи становления функционально осмысленной ученической позиции в отношении будущего освоения содержания естественнонаучных предметов могут быть сформулированы следующим образом [2]:

• освоение естественнонаучных знаний и их практико-предметных предпосылок в их возникновении и развитии в общем контексте логико-исторического рассмотрения целей и задач преобразующей деятельности человека в природе;

• применение их в качестве ориентиров собственной практико-познавательной деятельности как освоения культуры теоретического мышления в области естествознания.

Постановка и решение практико-познавательных задач, выводящих ученика 10–11 лет к ставшим классическими задачам «настоящих» наук и к способам освоения их мыслительного (теоретического) аппарата, на наш взгляд и по нашему опыту, оказывается адекватной его познавательным возможностям и потребностям. Мыслительное, деятельное содержание этих «первоначальных» задач должно быть рассмотрено до того, как ученик приступит к изучению систематических предметных курсов, и способы их введения в ученическое рассмотрение, разворачивание учебной деятельности на их основе и составляет, на наш взгляд, предмет разработки.

Строение учебного действия и его методической поддержки для интегрированного естественнонаучного курса «Природоведение, 5 класс» в общем виде можно представить так [2]:

• постановка учебной задачи освоения «культурно-технологического» и «теоретико-понятийного» содержания развивающейся практико-проблемной ситуации, связанной с преобразованием природы;

• работа с учебным текстом, проблематизирующим рассматриваемую ситуацию в соответствии с актуальной учебной задачей и последовательным продвижением в ее содержании;

• практикум как средство апробования принципов простейших (архаичных) техник и технологий, построенных схем и моделей, проверки выдвигаемых гипотез и предложенных в учебном тексте образцов верных и неверных решений;

• интерпретация процессов и явлений в модельной среде как первый шаг к освоению содержания научных понятий.

Для шестиклассника естественнонаучные предметы в значительной мере дифференцируются. Задача предметной разработки на культурно-деятельностных основаниях видится здесь как продолжение поддержки постановки учебной задачи и опосредствования развивающегося собственного действия ученика, и этот подход кардинально отличается от демонстрации ему постепенно усложняющейся системы «готовых» научных понятий. В химии, например, это задача целенаправленного превращения как возможность получения «нужного» вещества из других веществ или при их участии [3]. Учебные материалы по-прежнему не должны содержать явные образцы рассуждения и действия. Мы полагаем, что выстроить коллективную учебно-познавательную деятельность и предметно-содержательную детско-взрослую и детско-детскую коммуникацию, сделать учебную дискуссию основной формой урока можно только на базе проблем, фиксируемых самими учениками, с опорой на построенные ориентировочные схемы предметных действий.

Итогом постановки и разворачивания учебных задач пропедевтики естественнонаучной дисциплины становится культурная идентификация ученика, решающего эти задачи как учебные, с теми, кто ставил и решал эти же задачи в культурной истории человечества. Опыт принятия позиции «созидателя» собственных возможностей деятельности в контексте общего культурного продвижения воспринимается младшим подростком как поддержка взрослыми его познавательной потребности как ключевой и способствует формированию той самой, обычно столь недостающей ему субъективно-личностной осмысленности и рефлексивного отношения к себе и к миру. Тем самым он получает возможность сознательного удерживания своей позиции относительно учения как общественно значимой деятельности, задающей ему такую социальную норму, которую он готов принять.

Список литературы

1. Концепция развивающего обучения в основной школе. Учебные программы. Система Д.Б. Эльконина – В.В. Давыдова / сост. А.Б. Воронцов. М.: Вита-Пресс, 2009.

2. Курс «Природоведения» в системе Д.Б. Эльконина – В.В. Давыдова: что можно вырастить на «ничьей земле»? / Высоцкая Е.В. и др. // Деятельностный подход в образовании. М.: Авторский клуб, 2018. С. 266–275.

3. Высоцкая Е.В., Малин А.Г., Рехтман И.В., Хребтова С.Б. Деятельностный подход к разработке содержания естественнонаучного предмета (на материале химии) // Деятельностный подход в образовании. М.: Авторский клуб, 2018. С. 276–287.

4. Гальперин П.Я. Разумность действий и предмет науки // Психология как объективная наука. М.: Институт практической психологии, 1998.

5. Давыдов В. В. Теория развивающего обучения. М.: Интор, 1996.

6. Концепция содержания и технологии преподавания курса «Естествознание, 5–6» / Фадеева А.А. и др. // Физика в школе. 2017. № 3 (спец. выпуск). C. 57–73.

7. Цукерман Г.А. Десяти-двенадцатилетние школьники: «ничья земля» в возрастной психологии // Вопросы психологии. 1998. № 3. С. 17–31.

8. Цукерман Г.А., Венгер А.Л. Развитие учебной самостоятельности. М.: ОИРО, 2010.

9. Эльконин Д. Б., Давыдов В.В. Возрастные возможности усвоения знаний. М.: Просвещение, 1966.

Некоторые аспекты преподавания биологии и естествознания в 5–11 классах в рамках образовательной программы художественного лицея

М.А. Цветкова

Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия

Общее снижение качества обучения в целом по стране тесно связано с глобальными изменениями в жизни нашего государства за последние десятилетия и, соответственно, социального заказа, предъявляемого обществом к образовательным учреждениям. В сложившихся условиях несомненный интерес вызывает преподавание ряда дисциплин в учебных заведениях иного профиля. В качестве примера стоит рассмотреть некоторые особенности преподавания биологии и естествознания в 5–11 классах в рамках учебной программы художественного лицея. Это позволяет не только оценить общий уровень образования учеников, но и адекватно скорректировать методику преподавания данных дисциплин с учетом особенностей восприятия учащихся. Московский академический художественный лицей при Российской академии художеств, МАХЛ РАХ (Московская центральная художественная школа, МЦХШ, с 2018 г.) – единственное в своем роде учебное заведение федерального подчинения, находящееся под эгидой Министерства культуры РФ. Зачисление в лицей осуществляется на конкурсной основе с 5 класса по результатам экзаменов по художественным дисциплинам и собеседования. По итогам испытаний формируются мастерские трех специальностей: живопись, скульптура, архитектура. Это, несомненно, влияет на особенности работы с учащимися из разных мастерских, занятия с которыми проходят на уроках по общеобразовательным предметам совместно. Кроме того, следует учесть, что в данном учебном заведении традиционно сильным является гуманитарное направление, особенно литература, так как она необходима для дальнейшего поступления в художественные училища.

В соответствии с учебным планом МЦХШ предусматривается: в 5–7 классах – 1 час в неделю (биология); в 8 классе – 2 часа в неделю (биология); с 5 по 8 класс для работы используется УМК «Алгоритм успеха» (ФГОС); в 9 классе – 2 часа в неделю (биология); для работы используется УМК «Линия жизни» (ФГОС); в 10–11 классах – 3 часа в неделю (естествознание); для работы используется УМК «Естествознание» О.С. Габриеляна (ФГОС).

Большая загруженность детей в течение учебного дня в мастерских в условиях постоянного соревнования и ограничения по времени привели к осознанию необходимости облегчения формы подачи материала по общеобразовательным предметам, минимизации домашнего задания, а также постепенного внедрения в программу интегрированных уроков. Подобный подход к преподаванию биологии далеко не нов [1; 2].

В качестве примера хотелось бы привести фрагменты интегрированных уроков (биология/рисунок): «Растения и их изображение в искусстве» (биология 5 класс); «Лицо – зеркало души» (естествознание 11 класс). Другим примером интеграции (химия/ живопись, скульптура, архитектура) являются следующие тематические блоки:

1) смеси веществ (цемент, краски, лаки и др.), способы их разделения; применение различных смесей в скульптуре, архитектуре и живописи;

2) технология получения красок в разные исторические периоды, определение на основе этого возраста полотна; пигменты минерального и органического происхождения, причины «выцветания» произведений искусства;

3) химическая природа растворителей (особенности строения спиртов, кетонов и др.), использование растворителей в живописи;

4) химический состав лаков, технология изготовления лаков в Средние века и наше время;

5) состав мрамора; химизм разрушения мраморных статуй кислотными дождями;

6) технология изготовления холстов и кистей из природных, синтетических и искусственных материалов, области их применения;

7) химизм процессов окисления и коррозии металлов; сплавы, связь состава сплава и его свойств; бронза, причина «позеленения» бронзовых статуй;

8) особенности строения кристаллической решетки алмаза и графита, применение особенностей строения графита в искусстве;

9) химический состав и технология изготовления стекла; история получения цветного стекла, применение цветного стекла в архитектуре.

Интеграция – это объединение в целое разрозненных частей, глубокое взаимопроникновение, слияние в одном учебном материале обобщенных знаний в той или иной области. Она дает возможность для самореализации, самовыражения, творчества учителя и способствует развитию учащихся [3].

Список литературы

1. Максимова В.Н. Межпредметные связи в процессе обучения. М.: Просвещение. 1988.

2. Смелова В.Г. Интеграция науки и искусства при обучении биологии // Биология в школе. 2010. № 7. С. 47–54.

3. Лакоценина Т.П. Современный урок. Часть 6: Интегрированные уроки: науч.-практ. пособие для учителей, методистов. Ростов н/Д: Учитель, 2008.

Восстановление института методистов как проблема повышения квалификации учителей

И.В. Цыганкова

Гимназия № 1 им. Ю.А. Гагарина, Клинцы, Брянская обл., Россия

Л.И. Булавинцева

Брянский государственный университет им. академика И.Г. Петровского, Брянск, Россия

Н.В. Голыго

Гимназия, Новозыбков, Брянская обл., Россия

Переход школы на личностно-ориентированную модель образования требует корректировки субъектного опыта практикующего учителя, сложившегося в практике предметно-центрированного преподавания. Необходима подготовка учителя к проектированию среды развития личности ученика на основе интеграции знаний по проблеме воспитания личности, и прежде всего положений о личности и ее развитии:

• личность – уровень психического развития человека, позволяющий ему управлять обстоятельствами своей жизни, она не может быть определена через индивидуальные особенности человека;

• ядро личности – это совокупность действенных отношений человека к миру, концентрированное выражение действенного отношения есть смысл, динамические системы смыслов – основное личностное образование;

• отличительная черта развития личности состоит в необходимости обучения формам поведения и отношений к миру как веками выстраиваемой системы ценностей [1].

Ведущая роль в решении проблемы принадлежит институту повышения квалификации учителей в системе дополнительного профессионального образования. При корректировке опыта учителя в соответствии с требованиями ФГОС важно учитывать состав опыта профессиональной деятельности, включающий три компонента: фундаментальный (фундаментальные знания); прикладной (знания о действиях); деятельностный (проектировочные, практические, технологические действия). Последний компонент является главным, с ним связано приобретение личностных знаний, от степени развития которых зависит успешность профессиональной деятельности.

Первым двум компонентам много внимание уделялось при реализации федеральной программы модернизации образования: огромная работа проделана по ознакомлению учителей с нормативно-правовыми, теоретико-методологическими основами реализации ФГОС, технологиями достижения образовательных результатов. Продолжение видится в совершенствовании третьего, деятельностного компонента (проектирование личностно-ориентированного образовательного процесса). Этому должен предшествовать этап обобщения методических средств гуманистической направленности, разработанных учителями за счет успешного применения принципов и методов гуманистической педагогики.

Очевидна потребность в работе грамотного методиста, обладающего опытом деятельности гуманистической направленности, и учителя и ученого методиста. Вместе с тем, например, в Брянской области оптимизация привела к разрушению института методистов. В связи с сокращением штатов методисты курируют не один предмет, а несколько. Они не только не имеют базового образования по всем этим предметам, но и «физически» не могут выполнять методическую работу, на нее попросту не остается времени. А ведь основное назначение методики состоит в переводе теоретических положений педагогики в способы практических действий учителя.

Восстановление института методистов становится актуальнейшей проблемой повышения квалификации учителей биологии и химии. При ее решении можно опираться на учителей-мастеров, накопивших за период модернизации опыт эффективной организации не только преподавательской, но и культурно-просветительской работы. Как показывает практика, учитель благодаря активной деятельности в выстроенной системе работы различных педагогических объединений приобретает компетенции в решении задач исследовательского, экспертного и управленческого плана. Именно практикующий учитель не только владеет спецификой предмета, но и знает все подводные камни и сложности педагогической деятельности. Проводимый им анализ причин затруднений реализации инновационных подходов в образовании вызывает естественную потребность моделировать, а если требуется, то и «изобретать» приемы, техники, инвариантные линии преподавания для получения качественно нового, ориентированного на личностное развитие результата. Так, у каждого учителя будет свой ответ на вопрос, как формировать навыки смыслового чтения у обучающихся, научить не только понимать, но и видоизменять тексты под свои цели и задачи. Многолетний опыт работы в школе показывает, что благоприятные условия для овладения школьниками навыками смыслового чтения создаются использованием на уроках биологии различных типов и видов чтения в неразрывной связи с инновационными педагогическими технологиями. Например, использование приемов технологии развития критического мышления повышает культуру информационного поиска и способность «читать невербальные тексты», анализировать и систематизировать полученную информацию, открывать в тексте личностные смыслы [2].

Действенное освоение методических средств (после их обобщения) целесообразно строить как деятельность по проектированию «личностно-ориентированного методического объекта», который:

• является средством интеграции методических средств гуманистической направленности;

• изучается, разрабатывается, реализуется в квазипрофессиональной и профессиональной деятельности, что позволяет осмыслить его с позиции учителя, создающего конкретный объект на бумаге и в действии; с позиции слушателя курсов, изучающего теорию и обосновывающего все детали разработанного объекта; и позиции ученика, подвергающегося воздействию разработанных объектов [1].

Осмысление проделанной работы должно привести к формированию целостного образа личностно-ориентированного образовательного процесса, регулирующего сознательную деятельность учителя.

При проектировании личностно-ориентированного методического объекта целесообразно использовать схемы ориентировочной основы деятельности. Например, при проектировании урока в контексте ФГОС целесообразно придерживаться следующего алгоритма.

На первом этапе выявляются смыслы, заключенные в содержании урока, на их основе на втором этапе определяется цель урока. На третьем этапе определяются образовательные результаты (УУД). Четвертый этап – это определение методических средств организации познавательной деятельности: образовательных технологий, методов, приемов и средств. На пятом этапе разрабатывается технологическая карта урока. Шестой этап посвящен разработке заданий в соответствии с формируемыми УУД. Восьмой этап – отрабатывается структура урока. На девятом этапе прогнозируется эффективность средств и методов и продумываются варианты повышения их эффективности. На десятом этапе разрабатывается полный сценарий урока.

Формы организации деятельности по подготовке практикующего учителя к проектированию среды развития личности учащихся могут быть разными. На наш взгляд, наиболее эффективной формой является мастер-класс. Мастер-класс позволяет демонстрировать новые возможности педагогики развития и свободы, осваивать способы преодоления консерватизма и рутины в преподавании. Учитель на протяжении ряда лет вырабатывает авторскую методическую систему, включающую целеполагание, проектирование, использование ряда известных дидактических и воспитательных методик с учетом реальных условий работы с различными категориями обучающихся. Как показывает опыт сотрудничества гимназии № 1 им. Ю.А. Гагарина города Клинцы с гимназией города Калинковичи Республики Беларусь, наиболее эффективно транслировать накопленный учителем опыт сопряженно в педагогической и в ученической целевой аудитории. В рамках сотрудничества были проведены следующие мастер-классы для учителей: «Многообразие как норма жизни», «Формирование интеллектуальных умений обучающихся средствами предмета биологии и экологии», «Роль и способы целеполагания в образовательной деятельности школьников», «Когнитивное обучение и семиотические технологии в преподавании биологии». Передача учителем – мастером своего опыта происходила как путем прямого и комментированного показа действий, приемов, методов и форм педагогической деятельности, так и с помощью заданий, которые направляют деятельность участников для решения поставленной педагогической проблемы. Поиск решения проблемы происходил по алгоритму: проблемная ситуация – самоконструкция (индивидуальное создание гипотезы, решения, текста) – социоконструкция (групповая работа) – социализация (отчет о выполнении задачи) – афиширование (представление результатов деятельности) – разрыв (внутреннее осознание участником мастер-класса неполноты или несоответствия старого знания новому, внутренний эмоциональный конфликт) – рефлексия. С реализацией данного алгоритма проводился и мастер-класс «Ступени познания, или Путь к успеху в решении задач по генетике с использованием законов Г. Менделя» для аудитории обучающихся 10 класса гимназии Клинцов и Калинковичей. Обучающиеся, как и педагоги, вовлеченные в диалоговый, интерактивный режим занятия, совместный поиск решения проблемы, «партнерские» отношения, не присваивают «готовое» знание, а конструируют свое, которое рождается в процессе работы мастер-класса.

Список литературы

1. Булавинцева Л.И. Теория и практика личностно-ориентированной методической подготовки учителя биологии. Брянск: БИПКРО, 2017.

2. Современный студент в поле информации и коммуникации: учеб.-методич. пособие для слушателей семинара «Новые педагогические технологии в Высшей школе» / Галактионова Т.Г. и др.; под ред. Е.П. Казакова. СПб.: PETROC, 2000.

Экспериментальные творческие задачи как средство повышения у школьников осознанности знаний по химии

С.В. Чепелев

Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева, Орел, Россия

Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования диктует приобретение у обучающихся опыта использования различных методов изучения веществ: наблюдения за их превращениями при проведении несложных химических экспериментов с использованием лабораторного оборудования и приборов [1]. Для формирования предметных, метапредметных и личностных результатов освоения основной образовательной программы основного общего образования актуальным является применение экспериментальных задач для активизации осознанного формирования знаний, умений, навыков у обучающихся при обучении химии.

Для решения данного вопроса предлагается использовать экспериментальные задачи, позволяющие повысить мотивацию и целенаправленную познавательную деятельность при изучении химии; формировать коммуникативную компетентность в общении и сотрудничестве с одноклассниками при проведении учебно-исследовательских, творческих задач; грамотно планировать схему химического эксперимента и осуществлять ее в соответствии с правилами техники безопасности при проведении лабораторных и практических работ; выслушивать точки зрения товарищей, тактично, ненавязчиво предлагать пути решения задачи.

В качестве примера, предлагается экспериментальная задача.

Даны вещества: растворы Cu(NO3)2, H2SO4, ZnCl2, KNO3, MgSO4, KOH. Используя воду и необходимые вещества только из этого списка, получите в две стадии оксид магния. Опишите признаки проводимых реакций. Для реакции ионного обмена напишите полное ионное и сокращенное ионное уравнение реакции [2].

При решении задачи, необходимо выстроить алгоритм действий:

1. Изучить перечень химических веществ и оборудования:

• реактивы: растворы Cu(NO3)2, H2SO4, ZnCl2, KNO3, MgSO4, KOH, дистиллированная вода;

• оборудование: пробирки, спиртовка, держатель для пробирок, пипетки.

2. Определить к каким классам неорганических соединений относятся эти вещества и какими свойствами обладают.

Реактивы:

• нитрат меди (II) – средняя соль, растворима в воде, образованная гидроксидом меди (II) и азотной кислотой; в данном эксперименте не используется;

• серная кислота – сильная двухосновная кислота, растворима в воде, обладающая окислительными и обугливающими свойствами; в данном эксперименте не используется;

• хлорид цинка – средняя соль, растворима в воде, образованная гидроксидом цинка и хлороводородной кислотой;

в данном эксперименте не используется;

• нитрат калия – средняя соль, растворима в воде, образованная гидроксидом калия и азотной кислотой; в данном эксперименте не используется;

• сульфат магния – средняя соль, растворима в воде, образованная гидроксидом магния и серной кислотой; в данном эксперименте будет использоваться;

• гидроксид калия – сильное основание (щелочь), растворимо в воде, проявляет исключительно восстановительные свойства; в данном эксперименте будет использоваться.

3. Предложить гипотезу схемы синтеза: MgSO4 → ? → MgО.

4. С помощью таблицы растворимости определить, растворимы ли эти или вещества или нет.

5. Предложить способ получения оксида магния из перечня веществ. Для этого необходимо определить, какое вещество может разлагаться при нагревании с образованием оксида магния.

Варианты ответов:

1) сульфат магния MgSO4 – при высоком нагревании (1200 °С) разлагается на оксид магния, оксид серы (VI) и кислород:

MgSO4 → МgO + SO2 + О2,

но этот вариант ответа не подходит, так как необходимо получить оксид магния в две стадии и исходное вещество MgSO4 находится в растворе;

2) гидроксид магния Mg(ОН)2 – нерастворимое основание; соответственно, при нагревании нерастворимое основание разлагается с образованием оксида магния и воды:

Mg(ОН)2 → MgО + Н2О.

Таким образом, второй реакцией будет разложение гидроксида магния при нагревании на оксид магния и воду.

6. Предложить способ получения гидроксида магния из перечня веществ. Для этого в качестве исходного вещества необходимо использовать сульфат магния MgSO4 и гидроксид калия КОН, так как в результате сливания этих растворов получится студенистый осадок гидроксида магния Mg(ОН)2.