Актуальные проблемы химического и биологического образования
TextИспользование приемов технологии «Развитие критического мышления через чтение и письмо» для формирования навыков смыслового чтения на уроках химии и биологии
Н.В. Горбенко
Нижегородский институт развития образования, Нижний Новгород, Россия
Для повышения у российских школьников читательской грамотности ФГОС основного общего образования предусматривает формирование навыка смыслового чтения.
Предполагается, что в 5–9 классах учащиеся должны овладеть «чтением как средством осуществления своих дальнейших жизненных планов: продолжения образования и самообразования, осознанного планирования своего актуального и перспективного круга чтения, в том числе досугового, подготовки к трудовой и социальной деятельности» [1].
Эти задачи направлены на достижение обучающимися метапредметных результатов и должны решаться средствами всех учебных предметов, и химии и биологии в том числе.
Наиболее эффективной технологией для реализации этих задач является технология развития критического мышления через чтение и письмо. Все ее приемы направлены на работу с текстами и различными способами представления информации. Использование этих приемов на предметном химическом и биологическом содержании позволяет сделать каждый урок метапредметным.
Прием «Концептуальная таблица» особенно полезен, когда предполагается сравнение объектов, процессов или явлений по трем и более критериям.
В курсе изучения химии заполнение таких таблиц уместно при сравнении свойств элементов и образованных ими простых веществ металлов и неметаллов, оснований и кислот, классов органических соединений и отдельных их представителей и т.д. На уроках биологии такие таблицы уместны при изучении отдельных организмов или явлений, таксонов царств живого. Например, класс двудольных и однодольных растений, процессы митоза и мейоза, мужские и женские гаметы.
При знакомстве с явлением аллотропии на примере аллотропных видоизменений кислорода в качестве самостоятельной работы обучающимся может быть предложено заполнение концептуальной таблицы с использованием текста параграфа учебника.
При первом знакомстве с правилами заполнения таких таблиц учитель сам прописывает все линии сравнения. В последующем, по мере овладения обучающимися умениями работать с таблицами, они самостоятельно выявляют элементы сравнения объектов, процессов и явлений.
Прием «Сводная таблица» помогает систематизировать информацию, проводить параллели между явлениями, событиями или фактами.
Целесообразно использование этого приема как элемента домашнего задания при организации повторения учебного материала по завершении темы. Заполнение сводной таблицы позволяет качественно подготовить выполнение домашней работы. Задание подобного типа может быть предложено обучающимся на обобщающем уроке.
Например, после изучения темы «Углеводороды», типов кристаллических решеток, типа Простейшие или Хордовые при подготовке к обобщающему уроку, контрольной работе или контрольному тестированию школьники самостоятельно составляют сводную таблицу и заполняют ее, используя материалы параграфов учебника.
Прием «Синквейн». Это способ творческой рефлексии, который позволяет в художественной форме оценить изученные понятие, процесс или явление. В данном случае информация не только более активно воспринимается, но и систематизируется, и оценивается [2].
Учащиеся могут составлять синквейн на уроке или дома. Во внеурочной деятельности в рамках проведения предметной недели может быть объявлен конкурс синквейнов по определенной теме.
Синквейн – это инструмент для синтеза и обобщения сложной информации, средство оценки словарного запаса учащихся, средство творческого самовыражения.
Прием «Лови ошибку». В вариантах итоговой аттестации по биологии присутствуют задания провокационного характера, направленные на исправление ошибок в тексте. По химии отсутствует банк подобных заданий. Учитель заранее готовит текст, содержащий ошибочную информацию, и предлагает обучающимся выявить и по возможности исправить допущенные ошибки.
Прием «Верные и неверные утверждения». Задания подобного типа можно использовать на этапе проверки домашнего задания, насколько внимательно обучающиеся изучили текст параграфа учебника. В данном случае оно будет выступать в качестве письменного фронтального опроса и может носить чисто репродуктивный характер.
Утверждения можно вынести на слайд, а можно предложить восприятие на слух. Ответы учащихся могут быть оформлены в графической форме для удобства и быстроты проверки учителем. Школьники называют эту форму химическим или биологическим диктантом.
Утверждения подобного рода часто встречаются в заданиях ЕГЭ и ОГЭ. На первый взгляд школьникам они кажутся предельно простыми, не требуют сложных решений и математических расчетов. Как правило, обучающиеся не уделяют им должного внимания. Поэтому использование данного приема на уроках химии и биологии способствует подготовке школьников к успешному прохождению итоговой аттестации по предмету.
Прием «Кластер» (англ. cluster – гроздь) – это способ графической организации материала, позволяющий сделать наглядным те мыслительные процессы, которые происходят при погружении в тот или иной текст [2].
Использование этого приема идеально подходит для организации работы с содержанием, в котором представлены элементы классификации объектов, процессов, явлений. Конспект параграфа учебника или его части может быть представлен в виде кластера. В качестве примера для составления кластера можно использовать следующие темы: «Белки», «Классификация кислот», «Строение клетки».
Прием «Фишбоун» – «Рыбья кость». Этот прием удобно использовать при изучении применения веществ человеком. При заполнении предлагаемого шаблона (рис. 1) обучающиеся должны установить причинно-следственные связи между свойствами веществ и областями их использования.
Рис. 1. Шаблон для приема «Рыбья кость»
В курсе изучения биологии этот прием применим при изучении темы «Анализаторы». В качестве домашнего задания при работе с параграфом учебника обучающиеся устанавливают взаимосвязь между строением отдельных частей зрительного или слухового анализатора и выполняемыми функциями.
Список литературы
1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. URL: http://standart.68edu.ru/
2. Заир-Бек С.И., Муштавинская И.В. Развитие критического мышления на уроке: пособие для учителей общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2011.
Самостоятельная деятельность педагога как средство разработки компетентностно-ориентированных заданий
Н.В. Горбенко
Нижегородский институт развития образования, Нижний Новгород, Россия
При реализации ФГОС учителя-предметники столкнулись с рядом проблем, которые были выявлены в результате анкетирования в рамках курсов повышения квалификации учителей естественнонаучного цикла.
Требования ФГОС предполагают использование в учебно-воспитательном процессе на всех ступенях обучения компетентностно-ориентированных заданий (ситуационных задач, контекстных заданий, ситуационных проектов). Эти задания носят универсальный характер и направлены на формирование всех видов образовательных результатов. Педагоги столкнулись с проблемой недостаточного оснащения процесса обучения дидактическими материалами, направленными на достижение обучающимися метапредметных результатов, и рекомендациями по их применению. Учителю самостоятельно приходится разрабатывать задания подобного типа, что требует определенного уровня квалификации. Перед учителем поставлены задачи освоения новых профессиональных компетенций и овладения умениями по разработке и эффективному использованию метапредметных заданий в преподавании естественных дисциплин.
Сотрудники кафедры естественнонаучного образования Нижегородского института развития образования на протяжении последних лет ведут направленную работу по разработке практических занятий для учителей естественнонаучного цикла в рамках модульных курсов, направленных на организацию самостоятельной работы по освоению методик создания и использования компетентностно-ориентированных заданий при обучении химии и биологии.
Эти проблемы находят свое решение в рамках преподавания модулей «Проектирование учебного занятия по предметам естественнонаучного цикла в условиях реализации ФГОС», «Современные педагогические технологии в образовательной области “Естествознание”», «Компетентностный подход в современном естественнонаучном образовании», «Проектно-исследовательская деятельность в естественнонаучном образовании», «Формирование, диагностика и оценка УУД на предметном содержании в основной школе».
Самостоятельная деятельность педагога – это совокупность методов, форм и средств обучения, предполагающая самостоятельное осуществление педагогом организации своего обучения и направленная на достижение задач самообразования, что в конечном итоге будет способствовать обеспечению качества обучения, необходимого для формирования элементов педагогической компетентности, связанной с достижением обучающимися различных видов образовательных результатов [1].
В данном контексте самостоятельная деятельность педагога выступает в основном в качестве средства обучения, нацеленного на формирование профессиональных компетентностей педагогов, направленных на достижение обучающимися метапредметных результатов.
В качестве примера – практическое занятие «Методика составления ситуационных задач». Слушателям предлагается самостоятельно:
1) выбрать интересный факт, научно-популярный текст, схему или рисунок, связанные с изучаемыми веществами или явлениями, имеющие прикладное значение;
2) используя материалы лекционных занятий, конструктор ситуационных задач Л.С. Илюшина и предложенную методику, составить к выбранному информационному полю вопросы разного уровня, расчетные задачи, задания оценочного характера;
3) при наличии затруднений с выбором информационного поля слушателям предлагаются готовые раздаточные материалы, заранее подобранные преподавателем модуля.
По итогам самостоятельной работы организуется обсуждение. Основной мотивирующий фактор самостоятельной деятельности учителя на курсах повышения квалификации – подготовка к дальнейшей эффективной профессиональной деятельности. Это выражается в использовании приобретенных компетентностей для профессионального роста, наработанных материалов в учебно-воспитательном процессе, при подготовке публикаций.
Список литературы
1. Алексеева Е.В., Горбенко Н.В., Королева А.А. Система организации самостоятельной деятельности учителей естественнонаучного цикла по достижению обучающимися метапредметных результатов // Модернизация системы профессионального образования на основе регулируемого эволюционирования: материалы XVI Междунар. науч.-практ. конф. / отв. ред. Д.Ф. Ильясов. М.; Челябинск: ЧИППКРО, 2018. С. 75.
Домашняя работа по химии в сети Интернет
А.С. Городенская
учитель химии и информатики, школа № 1357; аспирант, Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия
В последнее время поднимается вопрос о целесообразности домашней работы школьников. Действительно, нагрузка учеников в течение учебного дня высокая. Количество уроков и дополнительных занятий возрастает. В 8 классе, когда начинается изучение химии, в школе у учащихся по 6–7 уроков, к ним добавляются дополнительные занятия, предметы по выбору, кружки и секции. На домашнюю работу остается мало времени и физических сил.
С другой стороны, интенсивность обучения и большой объем информации зачастую не позволяют закрепить полученные знания на уроке, применить их на практике, что является необходимым условием прочности знаний. Домашняя работа позволяет повторить полученный на уроке учебный материал, применить знания на практике при решении упражнений и задач. Домашняя работа приучает школьников к самоорганизации, формирует ответственное отношение к обучению.
Современные школьники обладают динамическим мышлением, и рутинная работа по воспроизведению пройденного материала им неинтересна, они относятся к такого рода домашней работе формально. Поэтому предлагается выполнение домашней работы в сети интернет.
Информационные технологии (ИТ) прочно вошли в жизнь общества, ИТ-компетентность учителей и учеников позволяет разработать систему домашних заданий в сети интернет. Такая домашняя работа соответствует стилю поведения современных подростков, ведь они проводят в сети интернет большое количество времени, несмотря на свою занятость. Выполняя домашнюю работу в сети интернет, школьники находятся в привлекательной для них среде, а для учителя интернет расширяет средства обучения и возможности для повышения познавательной активности по предмету и, как следствие, повышения качества знаний.
Домашнюю работу в среде интернет можно организовывать с помощью различных интернет-сервисов и приложений. Интернет-сервисы позволяют предложить различные формы заданий: от заданий, предполагающих индивидуальное решение, до совместных проектов. В качестве совместных проектов можно использовать составление таблиц и презентаций в режиме общего доступа. В этом случае каждый участник может при выполнении задания видеть результат деятельности одноклассника, что повышает интерес к деятельности, снимает с домашней работы эффект рутинности и формализма.
Индивидуальная домашняя работа в сети интернет может быть организованны в виде опроса, решения расчетных задач, комментариев видеофрагментов и фотографий химических явлений и опытов.
Рассмотрим серию домашних заданий на примере темы «Основные классы неорганических веществ» в 8 классе. Совместную деятельность учащихся можно организовать, предложив заполнить таблицу.
Учащийся заполняет одну строку таблицу, повторения не допускаются. Таким образом, выполняя домашнюю работу, учащиеся применяют знания по составлению химических формул, совершенствуют понимание химического языка.
Задания для домашней работы должны не только быть интересными, но и нести познавательный характер, например, создание совместной презентации по теме «Применение оснований». При выполнении этого задания потребуется повторить изученный на уроке материал и найти необходимую информацию в дополнительных источниках.
При выполнении домашних заданий в общем доступе можно видеть, как отвечают одноклассники, что повышает интерес к выполнению задания.
Используя приложение Google Формы, применяется индивидуальный подход к выполнению домашнего задания, при этом учащиеся отвечают на вопросы, не имея возможности видеть ответы одноклассников. Задания для домашней работы в Google Формах могут быть следующего содержания: определить класс неорганических веществ по формуле, дописать уравнения химической реакции, решить расчетную задачу. Также можно использовать возможности интернета для приобщения учащихся к практической химии через просмотр видеоопытов и фотографий. И в качестве домашнего задания предложить озвучить или прокомментировать видеоопыт, определить, какое вещество участвует в химической реакции, по набору фотографий определить, о каком веществе идет речь. Ответы учащихся сохраняются в виде таблиц, их можно быстро проверить, результаты продемонстрировать классу в начале урока.
Домашняя работа эффективна тогда, когда она проводится в системе, которая основана на постепенном увеличении объема заданий для самостоятельного выполнения и постепенном уменьшении влияния учителя как руководителя умственной деятельности. Роль учителя должна сводиться к контролирующей, а учащийся – к самостоятельному выбору способа действия, рационального пути и средств для решения поставленной задачи. При этом важна активность учащихся, которая обусловлена внешней и внутренней мотивацией.
С интересом и неформально выполняя домашнюю работу, учащиеся укрепляют знания, полученные на уроке, расширяют свой кругозор и, как следствие, повышается качество знаний. Выполнение домашней работы в привычной для современных школьников информационной среде повышает их внутреннюю мотивацию к самостоятельной активности, что ведет к формированию у школьников и познавательной активности.
Расчетные задачи в содержании единого государственного экзамена по химии в Латвии
М.В. Горский
Даугавпилсский университет, Даугавпилс, Латвия
Содержание школьного курса химии – это отображение содержания науки, преломленное через призму требований дидактики. Современная химия представляет собой целостную систему наук, предметом изучения которой является химическая форма движения материи. Любой объект и любой процесс имеют качественные и количественные характеристики, поэтому требование формирования химической грамотности также включает в себя требование формирования у школьников умения описывать как вещества, так и химические превращения не только с качественной, но и с количественной стороны.
Единый государственный экзамен (ЕГЭ) по своей сути является специфической формой итогового оценивания знаний, умений и творческого потенциала школьников с содержанием, не выходящим за рамки требований стандарта, и строгой, заранее обговоренной процедурой. Структура единого государственного экзамена по химии в Латвии (Латвийской Республике) разрабатывалась и совершенствовалась в течение двух десятилетий.
Первая итоговая проверка в форме единого государственного выпускного экзамена была проведена в 2000/01 учебном году [3]. Содержание заданий экзамена с самого начала в целом отражало и в настоящее время отражает структуру и содержание общеобразовательного курса химии: в основном представлены задания по разделам общей, неорганической и органической химии, в том числе задания, для формулирования ответов на которые от школьника требуется продемонстрировать умение производить расчеты.
Содержание ЕГЭ по химии в Латвии в настоящее время состоит из трех частей. Первая часть содержит 30 вопросов в виде закрытого теста (предлагается выбрать правильный ответ из числа четырех предложенных), причем правильно выбранный ответ оценивается в один пункт. Во вторую часть входит 10 заданий, на которые школьник должен сам сформулировать исчерпывающий, развернутый ответ. Каждое правильно выполненное задание второй части оценивается в три пункта. Содержание заданий второй части экзаменационной работы направлено на измерение умения школьников применять знания, полученные в процессе обучения.
Третья часть экзаменационной работы содержит три задания, выполнив которые школьник имеет возможность получить в сумме пятнадцать пунктов. Содержание заданий третьей части экзаменационной работы направлено на измерение умения школьников применять имеющиеся у них знания в нестандартной ситуации.
В среднем задания, связанные с необходимостью производить расчеты, в предыдущие годы составляли от 13 до 18% объема всей экзаменационной работы. Расчетные задания первой и второй частей являются традиционными для содержания школьного курса химии. Анализ выборки ученических работ за последние три года (n = 1357) позволяет сделать вывод о том, что в целом школьники удовлетворительно владеют навыками простейших расчетов:
• 68,4% способны рассчитать количество вещества, если известна его масса, или объем газа (н.у.);
• 67,6% умеют рассчитывать массовую долю растворенного вещества в растворе, если даны масса растворенного кристаллического вещества (не кристаллогидрата) и объем воды, использованный для приготовления раствора;
• 64,3% умеют рассчитать молярную концентрацию раствора, полученного растворением заданной массы вещества, если известен объем полученного раствора;
• 61,4% могут рассчитать массу химического элемента, содержащуюся в заданной массе вещества, или массу воды, содержащуюся в заданной массе кристаллогидрата.
Хуже школьники справляются с заданием на расчет формулы вещества, если даны массовые доли элементов, входящих в состав этого вещества, или с заданием на расчет формулы кристаллогидрата, если дана массовая доля воды или если приведены данные анализа кристаллогидрата. С заданиями такого вида справились всего 36,7% школьников.
Простейшие расчеты по уравнениям химической реакции оказались по силам 58,4% экзаменуемых, в то время как с комбинированными расчетами по уравнениям реакций (задания в три действия) справились всего 42,6% школьников.
Задания на избыток-недостаток, а также задания, связанные с термохимическими расчетами, не представляют трудности для 46,8 и 29,9% школьников соответственно. Последнее объясняется тем, что на изучение раздела термохимии в средней школе традиционно отводится всего 1–2 урока.
Третья часть экзаменационной работы традиционно содержит сравнительно сложную – в несколько действий – расчетную задачу, условие которой максимально приближено к реальной ситуации, имеющей химический контекст, и правильное решение которой оценивается в пять пунктов. В качестве примера приведем задачу, которая была предложена школьникам на ЕГЭ по химии в 2018 г.
«Продукты сгорания гранул, изготовленных из древесных опилок, загрязняют воздух оксидом серы (IV). В соответствии с требованиями Европейской биомассовой ассоциации (ЕБА) массовая доля серы в сухих гранулах не должна превышать 0,04%. В лаборатории провели анализ образца таких гранул, причем в ходе анализа сера, содержавшаяся в гранулах, была переведена в сульфат бария.
Анализ гранул начали с определения их влажности. Оказалось, что содержание влаги составило 7,6%. Затем навеску гранул массой 11,5440 г смешали с 5,3440 г соды (карбоната натрия). Полученную смесь поместили в печь и сильно прокалили, образовавшийся пепел смешали с водой и полученную суспензию профильтровали. К фильтрату добавили избыток раствора хлорида бария, образовавшийся осадок сульфата бария отфильтровали, промыли, высушили и взвесили. Его масса оказалась равной 0,0233 г.
Произведи необходимые расчеты и на основании полученного результата сделай вывод, соответствует ли проанализированный образец гранул требованиям ЕБА» [5, с. 16].
Полностью с этой задачей справились всего 7,6% экзаменуемых (n = 568), почти полностью – еще 14,7%, вообще не приступали к решению 23,2%. Опросы свидетельствуют о том, что основной причиной затруднений, испытываемых школьниками, учителя считают недостаток учебного времени для закрепления навыков решения задач. Так считают 86,8% опрошенных (n = 226). В качестве возможного решения данной проблемы указывается более широкое внедрение в практику использования электронных тренажеров. На это указывают 65,8% опрошенных.
Список литературы
1. Горский М.В., Кирилова Е.М. Направленность изменений в структуре и содержании единого государственного экзамена по химии в Латвии // 64-я Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием по актуальным проблемам химического и экологического образования. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2017. С. 6–10.
2. Горский М.В., Швиркстс Я.Я. Об изменениях в структуре и направленности содержания централизованного экзамена по химии в Латвии // Актуальные проблемы химического и экологического образования. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2011. С. 35–37.
3. Горский М.В., Швиркстс Я.Я. Структура и содержание государственного экзамена по химии в Латвии // Актуальные проблемы химического образования в средней и высшей школе: сб. науч. ст. Витебск: ВГУ им. П.М. Машерова, 2018. С. 46–48.
4. Горский М., Волкинштейн Е. Пилотный экзамен по химии: Анализ результатов и методические рекомендации: методич. пособие. Рига: Центр содержания образования, 2016 (на латышском языке).
5. Централизованный экзамен по химии. Рига: Центр содержания образования, 2018 (на латышском языке).