Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ КАК СРЕДСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ УМЕНИЙ БУДУЩЕГО УЧИТЕЛЯ ХИМИИ 11
1.1. Роль эксперимента в научном познании и школьном курсе химии, его классификация 11
1.2. Анализ проблемы умений и навыков в психолого-педагогической и методической литературе 29
1.3. Этапы и условия формирования экспериментальных умений и навыков 39
Выводы к главе 1 51
ГЛАВА 2. ЭКСШРИМЕНТАЛЬНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА СТУДЕНТОВ ХИМИКО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВУЗОВ 52
2.1. Теоретические основы построения модели экспери ментально-методической подготовки студентов в вузе. 52
2.2. Модель экспериментально-методической подготовки студентов 69
2.3. Последовательность формирования обобщенных умений студентов по методике проведения разных видов школьного химического эксперимента
Выводы к главе 2 139
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ В ВУЗЕ 141
3.1. Организация, содержание и этапы проведения педагогического эксперимента
3.2. Результаты педагогического эксперимента 168
Выводы к главе 3 180
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 181
БИБЛИОГРАФИЯ 183
ПРИЛОЖЕНИЯ 199
- Роль эксперимента в научном познании и школьном курсе химии, его классификация
- Теоретические основы построения модели экспери ментально-методической подготовки студентов в вузе.
- Организация, содержание и этапы проведения педагогического эксперимента
Введение к работе
Современная подготовка учителя химии в педвузе представляет со-бой многокомпонентную систему педагогического образования. Она строится на основе взаимосвязи разнообразных видов деятельности студентов, интеграции теоретических и практических знаний и умений.
Совершенствование профессионально-педагогической подготовки студентов является одной из актуальных проблем методики преподавания химии в условиях модернизации современного обучения.
В последние годы в исследованиях по педагогике и частным методи
кам проблема профессиональной направленности обучения в вузе рас
смотрена в следующих аспектах: изменение в работе предметных практи
кумов, позволяющих объединить химическую и методическую подготовку
(# будущих учителей (Л.Г. Бондаренко, Т.А. Боровских, Т.И. Зайцева,
С.Г. Левина и др.); создание различных спецкурсов и спецпрактикумов по методике обучения химии (Н.В. Максина, Н.А. Фоминых и др.); совершенствование изучения курса методики обучения химии (Н.Е. Кузнецова, B.C. Полосин, Л.Г. Таскаева, Л.Г. Федорова, Г.М. Чернобельская, И.А. Эльнер и др.); создание многоуровневой системы непрерывного пе-дагогического образования (Э.М. Анфингер, В.П. Гаркунов, С.Ф. Жильцов, Э.Г. Злотников, А.А. Макареня, М.С. Пак, Е.В. Савостьянова и др.).
Эти исследования, несомненно, имеют большое практическое значе
ние, т.к. в них реализуется идея поэтапного формирования профессиональ
ных знаний и умений на принципах непрерывности.
^ Вместе с тем, несмотря на разносторонность и широту этих исследо-
ваний, остаются не раскрытыми вопросы о создании целостной системы экспериментально-методической подготовки будущих преподавателей химии с 1 по 5 курсы и разработки последовательности формирования у сту-
дентов обобщенных умений по проведению разных видов школьного химического эксперимента (ШХЭ) на лабораторно-практических занятиях по химии.
В связи с реформированием и модернизацией содержания и органи-
зации образования разрабатываются новые программы и формы обучения.
Решение этих задач под силу учителю, обладающему высоким профессио
нализмом, поэтому возникает необходимость опережающей перестройки
подготовки учительских кадров на основе оптимизации учебного процесса.
Отсюда вытекает первое противоречие между необходимостью
^ усиления профессиональной направленности обучения и отсутствием це-
лостной системы подготовки будущих учителей химии к организации и проведению ШХЭ.
В настоящее время в педвузах в связи с усилением интеграции методи
ки преподавания химии с дисциплинами психолого-педагогического блока
щ наблюдается тенденция к сокращению времени, отводимого на формиро-
вание экспериментально-методических умений. Поэтому часть работы по формированию и развитию этих умений должна быть перенесена из блока методических дисциплин на химические дисциплины. Однако возникает новое противоречие между необходимостью усиления методической подготовки учителя химии и недостаточной реализацией потенциала химических дисциплин в формировании экспериментально-методических умений студентов. Разрешение последнего противоречия связано с устранением разрыва между химической и методической подготовкой будущего учителя химии.
В учебном процессе участвует большое число преподавателей, кото-
* рые, несмотря на то, что исходят из общих задач обучения, выполняют
свои определенные задачи. Поэтому весьма существенным для научной
организации учебного процесса является установление для преподавателей
путей решения стоящих перед ними проблем в области подготовки буду-
в щих преподавателей химии к организации и проведению ШХЭ.
Выявленные противоречия и необходимость их разрешения определили актуальность исследования.
Объектом исследования является процесс профессиональной подготовки будущих учителей химии в вузе.
Предмет исследования - экспериментально-методическая подготовка студентов химико-педагогических специальностей вузов.
Цель исследования заключается в повышении уровня подготовки будущих учителей химии к организации и проведению школьного химического эксперимента и разработке последовательности формирования обобщенных умений студентов по методике проведения разных видов
шхэ.
В основу исследования положена гипотеза, согласно которой экспериментально-методическая подготовка студентов к профессиональной деятельности существенно повысится при условий непрерывного поэтапного формирования обобщенных умений по проведению разных видов
шхэ.
В соответствии с поставленной целью и выдвинутой гипотезой необходимо было решить следующие задачи:
1. Провести анализ научной, учебной и методической литературы по
проблеме исследования с целью:
выявления функций и классификаций химического эксперимента в обучении химии;
определения групп экспериментально-методических умений;
выделения принципов построения модели подготовки студентов к организации и проведению ШХЭ.
Предложить модель подготовки преподавателя химии в вузе и модель экспериментально-методической подготовки студентов к ШХЭ.
Соотнести и привести в систему виды химического эксперимента и группы экспериментально-методических умений.
Определить последовательность формирования у студентов обобщенных умений по методике проведения разных видов школьного химического эксперимента.
Подобрать методы контроля и приемы диагностики, доказывающие эффективность предложенной модели.
Методологической основой исследования послужили основные положения системного, деятельностного и контекстного подходов к обучению.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: 1. Теоретические: анализ научной литературы, Государственного образовательного стандарта по химии, программ и учебных пособий; проектирование модели подготовки студентов к организации и проведению ШХЭ;
2. Экспериментальные: педагогическое наблюдение, анкетирование
учителей химии и студентов, собеседование, педагогический эксперимент;
3. Качественная и количественная обработка результатов эксперимента.
Исследование проходило в три этапа.
Первый этап исследования (1993-1996 гг.) был посвящен проведению констатирующего эксперимента, целью которого мы поставили изучить состояние экспериментально-методической подготовки студентов и выявить трудности и недостатки в обучении студентов подготовке и проведению ШХЭ.
На втором (моделирующем) этапе (1996-1997 гт.) разрабатывалась система экспериментально-методических умений и модель подготовки студентов химико-педагогических специальностей вузов к организации и проведению школьного химического эксперимента, а также последовательность формирования обобщенных умений по методике проведения разных видов эксперимента ШХЭ.
На третьем (формирующем) этапе (1997-2003 гт.) проходило внедрение разработанной модели экспериментально-методической подготовки и выявление эффективности ее влияния на формирование обобщенных умений по методике проведения разных видов школьного химического эксперимента.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования:
разработаны теоретические основы непрерывной подготовки студентов химико-педагогических специальностей вузов к организации и проведению ШХЭ и на их основе создана модель экспериментально-методической подготовки студентов;
разработана последовательность формирования у студентов обобщенных умений по методике проведения разных видов ШХЭ.
Практическая значимость исследования состоит в том, что разработана и внедрена в практику образовательного учреждения целостная система подготовки студентов химико-педагогических специальностей вузов к организации и проведению ШХЭ, направленная на повышение эффективности профессиональной подготовки будущего преподавателя химии. Разработаны учебно-методические материалы для проведения спецкурсов; определены требования к экспериментально-методическим умениям и навыкам студентов по каждой учебной дисциплине.
На защиту выносятся:
основные теоретические положения экспериментально-методической подготовки учителя химии в вузе;
модель подготовки студентов химико-педагогических специальностей вузов к организации и проведению ШХЭ;
последовательность формирования обобщенных умений по методике проведения разных видов ШХЭ.
Основная идея нашего исследования заключается в том, чтобы в рамках существующей системы подготовки учителя химии в вузе, усилить
ее экспериментально-методическую часть за счет оптимизации учебного процесса и целенаправленного поэтапного формирования обобщенных умений по постановке и проведению разных видов ШХЭ.
Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялась в ходе педагогического эксперимента в Вятском государственном педагогическом университете (1996-2003 гг.). В 2002 г. Вятский государственный педагогический университет переименован в Вятский государственный гуманитарный университет.
Основные положения и результаты исследования обсуждались на 43-й Всероссийской научной конференции по актуальным проблемам химико-педагогического и химического образования в средней и высшей школе (Санкт-Петербург, 1996 г.); на расширенном заседании НМС по химии УМО по общим проблемам педагогического образования Министерства общего и профессионального образования РФ «Актуальные проблемы непрерывного химико-педагогического и химического образования в средней и высшей школе» (Киров, 1996 г.); на межвузовской научно-практической конференции «Развитие творческой деятельности студентов в процессе обучения» (Киров, 1996 г.); на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы реформирования химического и химико-педагогического образования» (Санкт-Петербург, 1998 г.); на VI Всероссийском координационном совещании «Актуальные проблемы реформирования химико-педагогического образования» (Нижний Новгород, 1998 г.); на расширенном заседании учебно-методической комиссии по химии УМО вузов России по педагогическому образованию (Санкт-Петербург, 1999 г.); на Международной научно-практической конференции «Совершенствование преподавания химии в школе и вузе» (Иркутск, 1999 г.); на межвузовской научно-методической конференции «Проблемы интеграции естественнонаучных дисциплин в высшем педагогическом образовании» (Нижний Новгород, 2001 г.); на Всероссийской научно-методической конференции «Реализация государственных образователь-
ных стандартов в области физики и химии в высшей и средней школе» (Нижний Новгород, 2002 г.).
По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в которых раскрыты основные идеи исследования.
Структура диссертации отражает логику исследования и его результаты. Она состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии и приложений.
Роль эксперимента в научном познании и школьном курсе химии, его классификация
С экспериментом связана любая человеческая деятельность в сфере науки, производства и образования. Развитие как фундаментальных, так и прикладных наук невозможно без экспериментальных исследований. В современных условиях запросы общества, научно-технический прогресс вызывают все более широкое применение естественнонаучного эксперимента и накладывают своеобразный отпечаток на характер, сущность, структуру и методику его проведения.
Поскольку школьный химический эксперимент во многом сходен с научным, то для нашего исследования необходимо вначале сформулировать определение понятия естественнонаучный эксперимент с позиций современной методологии научного познания, определить его цели, формы и методы.
Научному эксперименту придавалось и придается большое значение в философских и конкретно-научных исследованиях [4, 5, 11, 28, 68, 72, 73, 105,131, 164, 177,178].
В работе [178] В.А. Штофф отражает сущность эксперимента в следующем определении: «Эксперимент - вид деятельности, предпринимаемый в целях научного познания, открытия объективных закономерностей и (0 состояний в воздействии на изучаемый объект (процесс) посредством специ альных инструментов и приборов». Данное определение относится к однофак-торному эксперименту. Благодаря этому, по мнению В.А. Штоффа, удается:
а) устранить, изолировать изучаемое явление от влияния побочных, несущественных и затемняющих его сущность влияний и изучать его в чистом виде;
б) многократно воспроизводить ход процесса в строго фиксирован ных, поддающихся контролю и учету условиях;
в) планомерно изменять, варьировать различные условия в целях получения искомого результата.
Методологию однофакторного эксперимента многие естествоиспытатели со времен И. Ньютона и до начала XX века считали единственно правильной методологией. Но с развитием производства, научно-технической революции химико-технологическая система оказалась такой системой, в которой нельзя выделить отдельные явления. Для их исследований наиболее значимым стал многофакторный эксперимент. Сам же он, как сложное системное образование, стал объектом исследования философов и естествоиспытателей.
Так, В.М. Тарбаев дает следующее определение сущности многофакторного эксперимента как метода научного познания: «Эксперимент состоит в планируемом изменении состояния системы, которое осуществляется через воздействие на «вход» системы при одновременной фиксации параметров «входа» и «выхода» [148, с. 30]. Конечная цель такого изменения - найти формальное количественное описание поведения исследуемой системы в интересующем исследователя направлении.
Эксперимент - это исследование каких-либо явлений путем активного воздействия на них при помощи создания новых условий, соответствующих целям исследования, или же изменение через эти условия течения процесса в нужном направлении [180]. Эксперимент - это форма научного опыта.
Цель эксперимента состоит в том, чтобы в процессе воздействия на исследуемый объект получить такую информацию, которая без этого воздействия недоступна наблюдению, изучению и восприятию.
Неоценимое преимущество эксперимента в том, что изучаемый процесс можно воспроизводить сколь угодно много раз, расчленять его на отдельные фазы, убыстрять, замедлять, даже приостанавливать с целью более углубленного, изолированного изучения тех или иных сторон, этапов при самых разнообразных условиях [28, с. 322]. Исследуемый материальный объект, вступая во взаимодействие с другими объектами и отражаясь в них, обнаруживает при этом присущую ему информацию.
Многие ученые-естественники считают, что единственным путем к получению базисного знания являются постановка и проведение естественнонаучного эксперимента [11, 35, 46, 67].
Проблема эксперимента возникла в естествознании как результат превращения некоторых форм практической чувственно-предметной деятельности в эмпирическую деятельность научного познания. До открытия И. Ньютоном своих знаменитых законов эксперимент отождествлялся с наблюдением, с эмпирией. После И. Ньютона центральной проблемой в гносеологии становится опыт, который отличается от наблюдения. Чувственно-предметная деятельность в науке стала опираться на теоретические средства.
Теоретические основы построения модели экспери ментально-методической подготовки студентов в вузе
Гармоничная личность формируется только в целостном учебном процессе, поэтому можно утверждать, что решить задачи, поставленные перед школой на современном этапе, сможет только такой учитель, в котором развито системное видение педагогического процесса как целостного явления и готовность к его реализации. Отсюда особую актуальность приобретает поиск совокупности условий, учет которых в процессе профессионально-педагогической подготовки приведет к формированию этого интегративного качества личности.
Учебный процесс в высшей школе - это не только сообщение и усвоение знаний, привитие умений и навыков, но и процесс многостороннего формирования специалиста высшей квалификации [89, 90, 103, 104].
В своем исследовании мы предлагаем концепцию непрерывной экс % периментально-методической подготовки учителя химии. Под ней мы по нимаем ориентацию учебно-воспитательного процесса на формирование профессионально-значимых качеств будущего учителя химии путем целенаправленного использования химического эксперимента.
В качестве методологических ориентиров для проектирования и
реализации экспериментально-методической подготовки в системе про фессионально-педагогического образования мы использовали теорию поэтапного формирования умственных действий, системно-структурный, личностно-деятельностный и контекстный подходы.
В силу того, что профессиональная подготовка является очень сложным процессом, для ее всестороннего изучения и реализации требуется построение различных моделей, описывающих разные аспекты этой подготовки.
Нами были предложены теоретические модели подготовки преподавателя химии и экспериментально-методической подготовки студентов в вузе к организации и проведению школьного химического эксперимента.
Под теоретической моделью мы понимаем графическое изображение процесса подготовки учителя химии в вузе, которое структурно и функционально соответствует педагогическому процессу. В модели отражаются целостность и взаимосвязь основных компонентов подготовки будущего учителя химии.
Модель подготовки преподавателя химии представлена на схеме 2.
В ней отражены основные направления подготовки будущего учителя химии в вузе. К ним относятся:
- мотивационно-ориентировочная подготовка, которая способствует развитию профессионально-значимых качеств будущего преподавателя химии на протяжении всего периода обучения студентов в вузе;
- специализированная подготовка, обеспечивающая студентов необходимыми знаниями и умениями по химии;
- философская подготовка, развивающая и формирующая научное мировоззрение будущего учителя;
- общеметодическая подготовка, дающая психолого-педагогические и методические знания, необходимые учителю в процессе преподавания;
- НИРС и УИРС, которые готовят будущего учителя к организации и проведению научно-исследовательской работы;
- лабораторно-химический практикум и педагогическая практика в школе, позволяющие студентам применить свои знания в конкретной ситуации, т.е. связать обучение с жизнью.
Организация, содержание и этапы проведения педагогического эксперимента
Завершающим этапом исследования явилась проверка на практике эффективности разработанной модели экспериментально-методической подготовки студентов химико-педагогических специальностей вузов к организации и проведению школьного химического эксперимента.
Базой проведения педагогического эксперимента явились естественно-географический и химический факультеты Вятского государственного педагогического университета, переименованного в Вятский государственный гуманитарный университет в 2002 году. Эксперимент проводился по константной методике, согласно кото рой «не требуется создания контрольных групп, все группы - эксперимен тальные, а результаты сопоставляются либо с исходными данными, либо между экспериментальными группами, либо с условной контрольной группой, формируемой на основе статистических данных» [179, с.64].
В ходе эксперимента выполнялся принцип малой выборки, согласно которому «в экспериментальных группах должно быть не менее 24 человек, так как математическая статистика утверждает, что после этого числа сопоставительные данные начинают повторяться» [179, с.64]. Соблюдение данного принципа дает основание считать полученные результаты достоверными.
Основанием для структурирования исследования явилось введение новых экспериментальных факторов в процесс формирования у студентов экспериментально-методических умений по постановке и проведению разных видов ШХЭ. Исследование проводилось в течение девяти лет, в три этапа.
Первый этап исследования (1993-1996 гг.) был посвящен проведению констатирующего эксперимента, целью которого явилось изучение состояния экспериментально-методической подготовки будущих учителей в ВГПУ и выявление уровня сформированности экспериментальных уме ний у студентов 1-5 курсов и экспериментально-методических умений у студентов 4—5 курсов и учителей химии.
На втором (моделирующем) этапе (1996-1997 гг.) разрабатывались концепция и модель экспериментально-методической подготовки студентов химико-педагогических специальностей вузов к организации и проведению ШХЭ, а также последовательность формирования обобщенных умений по проведению разных видов эксперимента.
На третьем (формирующем) этапе исследования (1997-2002 гг.) про-ходило внедрение разработанной модели и выявление ее эффективности с точки зрения формирования у студентов обобщенных умений по методике проведения разных видов ШХЭ.
Спецификой проведения эксперимента явилось то, что в нем участ вовали студенты разных лет обучения. Для достоверности результатов, по- лученных в процессе сопоставления экспериментальных данных в разные годы, применялись различные способы уменьшения влияния дополнительных переменных, описанных А.А. Кыверялгом [83, с.92]. Это уравнивание дополнительных переменных, которые обусловлены личностью преподавателя, учет факторов, зависящих от учебного процесса, анализ вузовской документации, условий приема и результатов вступительных экзаменов, учет качества обучения по дисциплинам специализации.
В течение всего периода проведения эксперимента в Вятском государственном педагогическом университете (позднее в Вятском государственном гуманитарном университете) занятия по спецкурсам «Техника химического эксперимента», «Организация внеклассной работы по химии», «Методика обучения учащихся решению задач по химии» проводились диссертантом лично. На факультете сохранялся постоянный преподавательский состав. Учебный план факультета, место и время изучения спецкурсов оставались неизменными. Средний балл на вступительных экзаменах был около «4». Во всех экспериментальных группах 40-44% студентов успевают на «4» и «5». Таким образом, исходные условия для студентов разных лет обучения можно считать сопоставимыми.
