Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Исследование межпредметных связей в курсах химии 12 -48
1.1. Поиск межпредметных связей в курсах химии 12 -25
1.2. Принцип научности при реализации межпредметных связей... 25-34
1.3. Возможность использования метода проблемного обучения для показа межпредметных связей 34-47
Выводы к главе I 47-48
ГЛАВА II. Разработка методики использования межпредметных связей в обучении химии 49 - 75
2.1. Отбор содержания курса "Химия" на основе межпредметных связей 49-61
2.2. Критерии отбора межпредметного содержания для семинарских занятий по химии 62-65
2.3.Обоснование методического подхода к проведению семи
нарских занятий на основе межпредметных связей 66-69
2.4.Использование разработанного методического подхода на
примере семинара по теме: "Равновесия в растворах
кислот и оснований. рН " 69-75
Выводы к главе II
ГЛАВА III. Экспериментальное исследование эффективности обучения химии на основе межпредметных связей 76 -100
Выводы к главе III 100
ВЫВОДЫ 101 - 102
ЛИТЕРАТУРА 103 - 117
ПРИЛОЖЕНИЯ 118 - 158
- Поиск межпредметных связей в курсах химии
- Отбор содержания курса "Химия" на основе межпредметных связей
- Экспериментальное исследование эффективности обучения химии на основе межпредметных связей
Введение к работе
Важнейшими функциями химии как фундаментальной дисциплины являются создание теоретической научной базы для успешного овладения специальными дисциплинами и формирование у студентов системного мышления, которое характеризуется подходом к изучаемому материальному объекту или явлению как к целостной системе, состоящей из множества взаимосвязанных элементов.
Формирование системного мышления возможно на основе системного рассмотрения теоретического химического материала и использования межпредметных связей химии с другими дисциплинами, необходимыми студентам в их будущей профессиональной деятельности.
Поиски эффективных путей повышения процесса обучения в ВУЗе все больше привлекают внимание вузовских преподавателей к проблеме межпредметных связей. В исследованиях известных ученых (И.Д. Зверева, В.Н. Максимовой, М.Н. Скаткина, Е.Е. Минченкова и других) межпредметные связи выступают как одно из основных средств системного подхода к обучению.
Прогрессивные педагоги различных эпох - ЯЛ. Коменский, К.Д. Ушинский и другие - подчеркивали необходимость взаимосвязей между учебными дисциплинами с целью создания системы знаний и правильного миропонимания.
Актуальность использования межпредметных связей при обучении в ВУЗе обусловлена современным уровнем развития науки, на котором ярко выражена интеграция общественных, естественнонаучных и технических знаний. На грани смежных научных областей образовались новые синтезированные науки - биофизика, медицинская радиология, биокибернетика и другие.
Науки объединяются в изучении сложных комплексных проблем современности (человек и космос, человек и природа, общество и личность, наука и производство, человек и машина и т.д.), образуя межнаучные комплексы. Возникают общенаучные теории (теория информации, теория систем и другие), которые выдвигают новые методы познания сложных объектов природы и общества. Возрастает роль философии в методологическом синтезе наук на основе принципов материалистической диалектики (целостности, системности, конкретности, развития и другие).
Одной из важнейших функций межпредметных связей является последовательное отражение в содержании естественнонаучных дисциплин объективных взаимосвязей, действующих в природе. Межпредметные связи воплощаются в системности полученных знаний и создают основу для формирования научного мировоззрения и всестороннего развития личности.
Интеграция научных знаний предъявляет новые требования к специалистам. Возрастает роль знаний человека в области смежных со специальностью наук и умений комплексно применять их при решении научных, производственных и народнохозяйственных задач.
Общими для дисциплин естественно-научного цикла задачами являются:
1. формирование научного мировоззрения и современной научной картины мира;
2. формирование общепредметных умений в видах деятельности, общих для данных предметов (учебной, мыслительной, познавательной, речевой, практической, оценочной).
Для успешного решения названных задач необходимо дальнейшее совершенствование процесса обучения: в содержании и структуре учебного материала всех дисциплин важно усилить системность его содержания и изложения; в методах и приемах обучения - проблемность, активизацию познавательной деятельности, приемы теоретического обобщения знаний; в формах организации - их коллективность, сотрудничество преподавателей разных учебных дисциплин. Межпредметные связи в целенаправленной и согласованной работе преподавателей способны выполнять многочисленные конструктивные функции, совершенствуя содержание, методы и формы организации обучения.
Осуществление межпредметных связей на практике вызывает у преподавателей еще немало затруднений: как организовать познавательную деятельность обучающихся, чтобы они хотели и умели устанавливать связи между знаниями из разных учебных дисциплин; как вызвать их познавательный интерес к мировоззренческим вопросам науки.
Все это говорит о необходимости использования межпредметных связей в обучении химии в ВУЗе.
Проблема исследования заключается в противоречии между необходимостью обучать химии студентов географического факультета и не исследованностью межпредметных связей химии с географическими дисциплинами.
Данная проблема определила цель исследования.
Цель исследования — раскрыть основные пути совершенствования процесса обучения с помощью межпредметных связей.
Объектом исследования явился курс химии для студентов естественно-научных специализаций высших учебных заведений (на примере географических факультетов университетов).
Предметом исследования является процесс совершенствования методики проведения семинарских занятий по химии на основе системного подхода и использования межпредметных связей.
Гипотеза исследования: если обучение химии построить на основе системы химической науки с привлечением межпредметного материала, необходимого в дальнейшей профессиональной деятельности, то это позволит:
1) усилить мотивацию к изучению химии;
2) сформировать элементы системного мышления;
3. показать неразрывность и взаимосвязь всех дисциплин естественно-научного цикла и возможность использования методов химического исследования в дальнейшей профессиональной деятельности;
4. сделать усвоение химии более эффективным;
Для достижения цели и проверки гипотезы были сформулированы основные задачи исследования :
1). Обосновать эффективность обучения химии на основе системного подхода с привлечением межпредметного материала. 2). Проанализировать методическую, педагогическую и психологическую литературу по проблеме исследования. 3). Выбрать методики исследования. 4). Разработать курс семинарских занятий по химии на основе системы химической науки и использованием межпредметного материала, необходимого в дальнейшей профессиональной деятельности. 5). Исследовать исходный уровень знаний студентов 1 курса, а также его изменение в процессе изучения химии. 6). Выявить качество знаний, формируемых в процессе обучения химии в средней школе и в ВУЗе. 7). Сформировать у студентов терминологически грамотную речь. 8). В ходе педагогического исследования проверить влияние предлагаемой методики проведения семинарских занятий на эффективность усвоения химии и развитие при этом системного мышления студентов.
Методологической основой исследования послужили основные положения системного подхода к обучению (О.С.Зайцев), теория поэтапного формирования умственных действий(П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина), труды известных ученых (И.Д.Зверев, В.Н.Максимова, М.Н.Скаткин, Е.Е.Минченков и другие) по проблеме использования в обучении межпредметных связей.
При решении поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; анализ учебников по химии и специальной научной литературы на предмет поиска межпредметных связей; моделирование структуры системы семинарских занятий, в которой межпредметные связи выступают одним из основных средств системного подхода к обучению; анкетирование, целенаправленное наблюдение за студентами в учебном процессе; проведение поискового и формирующего эксперимента.
Исследование проводилось в три этапа.
На первом этапе (2000-2001 гг.) определены цели и задачи исследования, проведен анализ методической, учебной и научной литературы.
На втором этапе (2001-2002 гг.) разработана и экспериментально проверена методика проведения семинарских занятий по химии на основе системы химической науки и использования межпредметного материала; проведен констатирующий эксперимент по выявлению исходного уровня знаний студентов; экспериментально проверена эффективность предложенной методики.
На третьем этапе ( 2002-2003 гг.) продолжена экспериментальная проверка методики проведения семинарских занятий; в ходе педагогического исследования изучена эффективность усвоения химических знаний студентами; проведен качественный и количественный анализ результатов педагогического исследования; оформлен текст диссертации.
Достоверность результатов и выводов педагогического исследования обеспечена анализом методической, учебной и научной литературы; итогами предложенной организации учебного процесса; применением различных методов обработки педагогического исследования и полученными показателями.
Научная новизна исследования заключается в том, что разработана методика проведения семинарских занятий, позволяющая представить курс химии на основе системного подхода с привлечением межпредметного материала. Предлагаемая методика проведения семинарских занятий формирует у студентов навыки системного мышления, способствует более глубокому и осознанному усвоению химии, что в целом положительно влияет на их обучаемость.
Практическая значимость исследования состоит в том, что данная методика может быть использована при обучении химии студентов географических факультетов университетов.
Апробация работы осуществлялась в ходе учебного процесса на географическом факультете Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова в течение 2000-2003 гг. Результаты исследования докладывались и обсуждались на методических семинарах лаборатории методики и научных основ преподавания химии кафедры общей химии, Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Санкт-Петербург, 2001 г.), Всероссийской научно-методической конференции (Нижний Новгород, 2002 г.), Всероссийской научно-практической конференции химиков-педагогов с международным участием (Санкт-Петербург, 2003 г.), Всероссийской научно-практической конференции (Челябинск, 2003 г.), на заседаниях кафедры общей химии химического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова.
V Основные вопросы содержания диссертации отражены в следующих публикациях:
1. А.Х.Саламов,А.А.Буданова. Влияние системного изучения химии на обучаемость студентов.// Актуальные проблемы современного химико-педагогического и химического образования. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием 21-23 мая 2001 г. Санкт-Петербург, с. 154. ( авторский вклад — 50 %).
2. А.Х.Саламов. Формирующий эксперимент как один из важнейших этапов педагогического исследования.// Проблемы обучения физике и химии в средней и высшей школе. Материалы Всероссийской научно-методической конференции «Реализация государственных образовательных стандартов в области физики и химии в высшей и средней школе». 21-22 f) ноября 2002 г. Нижний Новгород, с. 103 -104.
3. А.Х.Саламов, А.А.Буданова. Индивидуализация процесса обучения с использованием программирования.// Научные труды Московского педагогического государственного университета. Сборник статей. Москва «Прометей», 2003 г. с. 259-265 (авторский вклад - 50%).
4. А.А.Буданова, А.Х.Саламов, Т.А.Юшко. Использование межпредметных связей для создания положительной мотивации при изучении химии на нехимических факультетах ВУЗов.// Журнал «Химия: методика преподавания химии». № 3, 2003 г. с. 25-27 (авторский вклад - 30 %).
А.Х.Саламов. Психологическое тестирование как один из этапов констатирующего исследования.// Актуальные проблемы модернизации многоуровневого химико-педагогического и химического образования. Материалы Всероссийской научно практической конференции химиков-педагогов с А$ международным участием . 9-12 апреля 2003 г. Санкт Петербург, с. 236-237. 6. А.Х.Саламов. Реализация принципа научности при обучении химии в ВУЗе с помощью межпредметных связей .//Проблемы и перспективы развития химического образования. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 22-26 сентября 2003 г. г. Челябинск. Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Ее содержание изложено на 117 стр. Полный текст диссертации состоит из 158 стр. В работу включено 9 рисунков, 9 таблиц, 3 схемы. Список использованной литературы содержит 212 наименований, из них 6 на иностранных языках.
к) На защиту выносятся следующие положения :
1. Обучение химии студентов географических факультетов университетов на основе межпредметных связей способствует развитию мотивации к ее познанию и формированию системного мышления.
2. Методика проведения семинарских занятий по химии на основе системного подхода с привлечением межпредметного материала обеспечивает эффективность учебного процесса.
Поиск межпредметных связей в курсах химии
В современной науке все четче просматривается взаимодействие двух основных тенденций ее развития: интеграция и дифференциация научных отраслей и отвечающих им учебных дисциплин. Поэтому важно показать студентам, что решение стоящих перед обществом проблем требует привлечения знаний из разных областей науки. Это можно сделать с использованием межпредметных связей. Важность использования межпредметных связей при системном подходе к курсу химии вытекает из рассмотрения ее как элемента системы естественно-научных дисциплин (рис.1)
Главная дидактическая функция межпредметных связей —
последовательное отражение в содержании естественнонаучных дисциплин объективных взаимосвязей, действующих в природе [185].
П. Г. Кулагин считает, что межпредметные связи — это принцип обучения, согласно которому изучение нового программного материала строится с учетом содержания учебных предметов [97].
Н. А. Лошкарева утверждает, что межпредметные связи - это отражение в учебном знании единства связей, взаимозависимостей явлений объективного мира, то есть отражение в учебном процессе одной из существенных закономерностей окружающей действительности [110]. Кроме перечисленных, нередко можно встретить третье определение: межпредметные связи — взаимная согласованность учебных программ, учебников и методик.
По мнению Е.Е. Минченкова первые два определения раскрывают ту, или иную функциональную особенность межпредметных связей. Что касается третьего определения, то его нельзя считать удовлетворительным, так как в нем происходит замена выражений «связь», «взаимосвязь» синонимами «согласованность», «контакт» [128].
Максимова В.Н. считает, что «межпредметные связи — это особо значимый в современных условиях научной интеграции фактор формирования содержания и структуры учебного предмета, а сама структура учебного предмета служит одним из объективных источников многообразия их видов и функций» [112].
В процессе обучения межпредметные связи способствуют решению трех главных дидактических задач:
1) повышению уровня научности учебной информации;
2) стимулированию познавательных интересов и активного отношения обучающихся к усвоению знаний;
3) воспитанию научных убеждений [ 185].
Межпредметные связи способствуют формированию системного качества знаний студентов, а также являются основой для формирования научного мировоззрения.
В высшей школе использование межпредметных связей мало изучено и затруднено как традиционной изолированностью учебных предметов, так и объективной трудностью поиска связей между узкоспециальными курсами учебных дисциплин. При обучении в высшей школе непрофилирующим фундаментальным дисциплинам межпредметные связи отражают содержание изучаемой дисциплины и, что особенно важно, должны использоваться как мотив для изучения непрофилирующей фундаментальной дисциплины ( химия для географов и т.п.) [66].
В.Н. Максимова считает, что «в основу классификации межпредметных связей могут быть положены различные критерии». В частности, ею был предложен хронологический критерий. Различают связи сопутствующие, предшествующие и перспективные по отношению к изучаемому предмету, в данном случае к химии. Другой критерий — информационный. По информационному критерию различают фактические, понятийные и теоретические связи. Важная роль отводится и специфике связей между разными предметами: химией и биологией, химией и математикой, химией и физикой, химией и географией и т.д. [112].
С целью формирования у обучающихся системных знаний по предмету, необходимо привлечение теоретических и эмпирических сведений из смежных дисциплин. Межпредметные связи позволяют расширить многоаспектность рассмотрения основных вопросов курса химии.
Отбор содержания курса "Химия" на основе межпредметных связей
Задача совершенствования обучения стоит и всегда будет стоять перед преподавателем любой учебной дисциплины. Необходимо, чтобы в любой данный период времени обучение отвечало социальным особенностям и заказам общества, постоянное изменение которых в соответствии с прогрессивным развитием науки, техники и производства должно учитываться как в теории обучения, так и в методике частных наук.
Построение процесса обучения зависит от целей обучения. Обоснование целей обучения является одной из фундаментальных проблем среднего и высшего образования, решение которой позволяет выбрать соответствующие целям предметное содержание обучения, использовать отвечающие целям содержание и методы обучения, наиболее эффективно осуществлять всю организацию учебного процесса, а также предложить методы контроля усвоения и диагностики сформированных качеств знаний у обучающихся [59].
Цели обучения определяются теми качествами специалиста, которые общество желает у него увидеть после окончания высшего учебного заведения.
Интенсивное развитие науки и техники приводит к резкому изменению характера деятельности специалистов и типа решаемых ими задач. Выпускники ВУЗов будут иметь дело с большими, сложными, многокомпонентными системами, ставить и разрешать проблемы, требующие привлечения сведений из самых разных областей знания, поэтому они должны не только хорошо знать свою специальность, но и быть способным работать в смежных областях, используя идеи и методы других наук. Это условие диктуется также тем, что современное естествознание отличается непрерывно возрастающей интеграцией наук, объединением методов и идей различных наук, стиранием межнаучных границ, взаимопроникновением химии, физики, геологии и биологии и других смежных наук [198].
Непрерывное увеличение количества новой научной информации требует быстрого изменения содержания курса изучаемой дисциплины. Из-за недостатка времени преподаватель не может сообщить все последние научные достижения, а обучающийся не способен и не должен их запоминать. Выход из создавшегося затруднения один - не сообщая обширного фактического материала, развить в такой степени мышление студента, чтобы он всегда мог самостоятельно решать возникающие перед ним в практической деятельности задачи и вопросы. Все это выдвигает новые требования к научной подготовке специалиста. В настоящее время главной их чертой следует считать наличие творческого мышления.
Мы считаем, что формирование творческого мышления может быть осуществлено с помощью межпредметных связей.
Использование системного подхода к обучению и межпредметных связей - один из путей формирования элементов творческого мышления. В основе этого подхода лежит философский и общенаучный принцип системности, согласно которому изучаемый объект рассматривается как система взаимосвязанных элементов, образующих целостную совокупность.
Подготовку специалиста, отвечающего перечисленным особенностям, на современном уровне развития педагогической и психологической наук целесообразно осуществлять на основе системного подхода.
Знание по своей природе системно [1, 11, 12, 19, 84, 96, 101, 166, 183, 199, 206]. Разрозненные понятия, представления, идеи не образуют системы. Если элементы знания изучаются и усваиваются вне взаимосвязи друг с другом, то знание не становится системным. Элементы знания одной науки, не связанные друг с другом и с другими науками (данной специальности и других специальностей), носят отвлеченный характер, не интересны для обучающихся, мало используются в практической и учебной деятельности и быстро забываются. Внесистемные знания воспроизводятся при контроле и на экзаменах, зачастую за счет запоминания, а затем быстро исчезают из сферы учебной и практической деятельности обучающихся.
Б. М. Кедров определяет систему следующим образом: "Назовем системой определенную совокупность элементов (веществ, свойств, признаков, понятий, словом любых дискретных образований материального или духовного характера), находящихся в определенной взаимосвязи, которая придает данной совокупности целостный характер" [85]. В данном определении подчеркивается, что системой может быть как реальный объект природы (вещество, химический процесс), так и деятельность человека (наука, преподавание, обучение, учение) и ее результаты (учебная программа, учебник, пособие, научная теория, определение, проблема, задача).
Экспериментальное исследование эффективности обучения химии на основе межпредметных связей
Завершающим этапом нашего исследования явилась экспериментальная проверка дидактической ценности разработанного методического подхода.
Педагогическое исследование по изучению эффективности предложенной нами методики проведения семинарских занятий по химии для студентов первого курса географического факультета проводилось в Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова в 2000-2003 гг.
В одной группе(контрольной) семинары проводились по традиционной методике, а в другой(экспериментальной) — по предлагаемой нами (методика описана в главе 2.3).
В проведенном педагогическом исследовании можно выделить два этапа : констатирующий и формирующий.
Целью констатирующего этапа исследования явилось выявление трудностей и недостатков в обучении студентов, а также выявление исходного уровня знаний и личностных качеств для составления психологического портрета.
В качестве методов исследования были использованы наблюдение, беседа, анкетирование, тестирование.
Наблюдения показали, что традиционная методика проведения семинарских занятий по химии у студентов-географов в недостаточной степени формирует целостное представление об изучаемой науке. У них недостаточно сформированы или отсутствуют умения многостороннего рассмотрения изучаемых объектов и явлений, умения устанавливать межпредметные связи между химией и смежными дисциплинами, студенты оказываются не в состоянии за короткий срок (1 учебный семестр) запомнить огромное количество фактологического материала, что в конечном итоге вызывает отсутствие у них интереса к изучению химии, не способствует развитию системного мышления и отражается на изучении дисциплин специализации.
Для выявления у студентов уровня мотивации к изучению химии на начальном этапе констатирующего исследования было проведено анкетирование, включающее 4 вопроса (приложение 1.). Анализ его результатов показал, что:
- у 52 % студентов наибольшие трудности в школе вызывало решение расчетных задач;
- 36 % студентов не умеют составлять уравнения реакций;
- у 24 % студентов вызывают трудности выполнение лабораторных работ, так как в школе их не было ;
- только 24 % относят химию к «любимым» дисциплинам;
- 60 % студентов «не любили» в школе химию, потому что не понимали, или им было не интересно.
В качестве "любимых" школьных предметов студенты указали :
- естественные и гуманитарные дисциплины - 56 %;
- только гуманитарные дисциплины (история, литература, иностранные языки) - 36 %.
Только 52 % студентов смогли предположить, какие знания химии понадобятся в будущей профессиональной деятельности, а 44 % не имеют об этом представления.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что у студентов географического факультета мотивация к изучению химии низкая. Они слабо представляют межпредметные связи химии с географией, затрудняются ответить на вопрос, какие знания по химии им понадобятся в будущей профессиональной деятельности. Это подтверждает мысль о том, что в средней школе межпредметные связи при изучении химии используются, однако актуализация этих знаний не происходит. В то же время большое число опрошенных студентов (36 %) в качестве «любимых» предметов указали только гуманитарные дисциплины, что делает для них изучение химии еще более затруднительным.
На втором этапе констатирующего исследования было проведено психологическое тестирование.
При выборе психологического теста для характеристики личных качеств студентов были использованы следующие критерии:
- способность теста выявлять качества, влияющие на процесс обучения;
- наработанность материала с помощью этого теста (использование другими специалистами, наличие литературных данных с обсуждением результатов тестирования);
- минимальное время проведения теста.
В результате анализа литературы было выбрано 2 теста [204]: тест на интеллектуальную лабильность, тест-опросник Айзенка (приложение 2,3). Тест на интеллектуальную лабильность используется с целью прогнозирования результатов при профессиональном обучении, освоении нового вида деятельности, что особенно актуально, поскольку студенту 1 курса, изучающему различные дисциплины как естественного, так и гуманитарного профиля приходится быстро переключаться с одного вида деятельности на другой, поэтому лабильность мышления становится одним из решающих факторов в процессе успешного обучения (или усвоения знаний). Этот тест требует высокой концентрации внимания и быстроты действий, позволяет оценить уровень развития интеллекта. Время тестирования - 15 минут.
