Актуальные проблемы химического и биологического образования

Использование электронных ресурсов и приложений для повышения качества образования в рамках мобильного обучения

Т.А. Смирнова

Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия

В настоящее время информационные технологии проникли во все сферы жизни человека, неотъемлемой частью информатизации общества является информатизация образования.

Использование современных электронных ресурсов и приложений в образовании активизирует познавательный интерес студентов; позволяет преподавателям и студентам изменять образовательный процесс по уровню интенсивности, способу получения информации и другим аспектам и дает возможность для получения образования вне зависимости от местонахождения с помощью мобильных устройств. В связи с этим с каждым годом увеличивается количество разнообразных мобильных приложений, которые могут использоваться в рамках образовательного процесса, что расширяет возможности и качество образования.

Существуют как положительные, так и отрицательные стороны использования мобильных приложений в образовательном процессе.

К положительным сторонам относятся: быстрый доступ к фундаментальной литературе, учебным и справочным пособиям, ресурсам и программам в любой точке мира и в любое время дня и ночи; автономность обучения, что расширяет возможности для студентов, обучающихся дистанционно или по индивидуальному учебному плану; учет индивидуальных особенностей каждого обучающегося, их личного темпа обучения; повышение мотивации студентов; непрерывающаяся обратная связь, а также пробуждает стремление к непрерывному обучению.

Основные же минусы – методического и административно-организационного характера, так как достаточно сложно убедить преподавателей университета, что активное внедрение мобильных ресурсов и приложений будет способствовать оптимизации образовательного процесса, ведь студенты выполняют задания на портативных устройствах (смартфоны или планшеты), которые чаще всего запрещаются для использования на занятиях. К сожалению, не все преподаватели имеют соответствующий уровень владения информационно-коммуникационными технологиями сравнительно со студентами, что усложняет внедрение данных технологий в традиционное обучение и поддержание интерактивности учебного процесса. Еще одна отрицательная сторона заключается в том, что не так много специализированных ресурсов и приложений, которые готовы поддерживать образовательный процесс на разных уровнях по всем дисциплинам. В том числе относят к сложностям внедрения данных технологий то, что большинство программ и приложений на иностранном (английском) языке, но скорее это положительная сторона, которая позволяет осуществлять межпредметные и метапредметные связи.

На данный момент существует большой выбор приложений для тестирования студентов, таких как Kahoot!, Quizzez, Triventy, Socrative, Quizalize и т.д., а также для сопровождения образовательного процесса в рамках биолого-химических дисциплин, например Human, Space 4D+, Anatomy 4D и Elements 4D.

Каждому педагогу необходимо знать тенденции развития современных информационных технологий, владеть ими и знать, как обоснованно и грамотно применять их в процессе обучения. Применение мобильных технологий повышает качество обучения и привлекательность самого образования, изучаемых дисциплин для студентов вуза. Внедрение мобильного обучения и мобильных технологий обеспечивает непрерывность образовательного процесса, реализует эффективную обратную связь и в то же время обеспечивает поддержку практических занятий, как информационную, так и методическую.

Компьютерные технологии в системе оценивания и контроля самостоятельной работы студентов

А.М. Стихова

Государственный морской университет им. адмирала Ф.Ф. Ушакова, Новороссийск, Россия

Н.М. Трудникова

Новороссийский социально-педагогический колледж, Новороссийск, Россия

Важнейшим компонентом организации самостоятельной работы студентов является оценивание и контроль ее результатов. В рамках данной статьи остановимся на системе оценивания и контроля самостоятельной работы студентов при выполнении курсовой работы по общей и неорганической химии в вузе. В соответствии с инженерно-экологическим профилем изучаемой дисциплины определена тема курсовой работы «Химический элемент и окружающая среда». Курсовая работа состоит из четырех взаимосвязанных разделов: «Промышленное производство», «Химический эксперимент», «Химические свойства веществ», «Охрана окружающей среды». В основе экспериментальной части курсовой работы – определение содержания одного из соединений рассматриваемого элемента методом количественного анализа на примере природных или сточных вод.

Разработаны требования к курсовой работе, а также параметры и критерии их оценивания. К основным параметрам оценивания курсовой работы относятся объем работы, наличие определенного количества иллюстративного материала и его качество. Высокий уровень качества иллюстративного материала предусматривает не только оформление по стандарту, но и разработку собственного иллюстративного материала. Степень раскрытия темы – важный параметр оценивания курсовой работы. Так, например, химические свойства должны рассматриваться с позиции кислотно-основных и окислительно-восстановительных взаимодействий. Не менее важным является подкрепление информации о свойствах химических элементов и их соединений количественными характеристиками (значения химических и физико-химических параметров, взятых из справочных таблиц или полученных в результате соответствующих расчетов). Или, например, в разделе «Охрана окружающей среды» должны быть представлены информация о характере воздействия на окружающую среду токсичных соединений данного элемента, данные о нормировании загрязняющих веществ и оборудовании для очистки от загрязнителей. Оценивание библиографии осуществляется по количеству источников, используемых в работе. Не менее важным фактором, влияющим на оценивание данного параметра, является уровень значимости источника, т.е. сведения из источника информации должны быть специализированными, в узком направлении темы. Обобщение и выводы должны полностью соответствовать содержанию курсовой работы и правильно, в том числе стилистически, оформлены. Степень самостоятельности выполнения курсовой работы значительно влияет на ее итоговую оценку.

Параметры и критерии оценивания соответствуют общей системе оценивания самостоятельной работы, разработанной на основе методологии дифференционно-интеграционной теории развития. Система оценивания уровня самостоятельной работы (коэффициент самостоятельности выполнения работы) включает постоянные (Кп) и изменяемые (Ки) параметры, соотношение коэффициентов значимости (Кз) которых составляет 0,33 и 0,67 долей единицы соответственно. К изменяемым параметрам относятся: уровень использованных источников информации (ε, Кз = 0,16), степень раскрытия темы (φ, Кз = 0,17), подведение итогов самостоятельной работы, формулирование выводов (η, Кз = 0,17), степень самостоятельности выполнения работы (μ, Кз = 0,17). Приведенные значения коэффициентов значимости (0,16 или 0,17) были получены при умножении суммарного коэффициента значимости для изменяемых параметров (0,67) на долю каждого параметра. Константа изменяемых параметров рассчитывается по формуле: Ки = 0,16 × ε + 0,17 × φ + 0,17 × η + 0,17 × μ, максимальное значение составляет 2,01.

Разработанную систему оценивания можно считать универсальной и с некоторыми корректировками использовать для определения уровня самостоятельной работы любого типа, в том числе курсовой работы. Курсовая работа представляет собой самостоятельную работу высокого уровня, поэтому диапазон уровней изменяемых параметров составляет соответственно: 2,33; 2,67; 3,0 [1].

Пункт четвертый разделен на четыре подпункта:

4.1. Производство – 25%.

Сырье – доля выполнения данного пункта [0,125; 0,25].

Технология – доля выполнения данного пункта [0,25; 0, 5].

Продукция – доля выполнения данного пункта [0,125; 0,25].

4.2. Химический эксперимент – 25%.

Выполнение эксперимента – доля выполнения данного пункта [0,15; 0,3].

Расчеты – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Выводы – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

4.3. Химические свойства веществ – 25%.

Кислотно-основные свойства – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Окислительно-восстановительные свойства – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Использование количественных характеристик веществ данного химического элемента – доля выполнения данного пункта [0,15; 0,3].

4.4. Охрана окружающей среды – 25%.

Характер воздействия на окружающую среду – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Нормирование – доля выполнения данного пункта [0,175; 0,35].

Оборудование для очистки – доля выполнения данного пункта [0,15; 0,3].

Проценты, рассчитанные с учетом доли выполнения каждого пункта, суммируются, и для оценки параметра в баллах используется следующая шкала оценивания: около 50% – 2,33 балла; от 70% и выше – 2,67 балла; около 100% – 3 балла.

Для повышения эффективности самостоятельной работы студентов создана компьютерная программа оценивания курсовой работы Assessment of student’s coursework [2]. Данная программа реализует уникальный алгоритм оценивания, который учитывает основные пункты и особенности написания курсовой работы студентов. Программа Assessment of student’s coursework автоматизирует рутинную работу по подсчету коэффициентов и применению их к итоговой формуле подсчета результатов. Расчет процента выполнения курсовой работы осуществляется в соответствии с разработанным алгоритмом. В ходе работы используются следующие данные, введенные пользователем при помощи графического интерфейса.

• Название группы.

• ФИО студента.

• Количество страниц курсовой работы.

• Количество иллюстраций в тексте курсовой работы.

• Количество слайдов в презентации.

• Количество слайдов с иллюстрациями.

• Качество иллюстративного материала.

• Логичность изложения содержания в тексте и в презентации.

• Степень раскрытия разделов пункта «Химическое производство»:

– сырье;

– технология;

– продукция.

• Степень раскрытия разделов пункта «Химический эксперимент»:

– самостоятельность выполнения эксперимента;

– качество расчетов по итогам эксперимента;

– качество сделанных выводов в ходе эксперимента.

• Степень раскрытия разделов пункта «Химические свойства веществ»:

– кислотно-основные взаимодействия;

– окислительно-восстановительные свойства;

– количественные характеристики физико-химических процессов.

• Степень раскрытия разделов пункта «Охрана окружающей среды»:

– характер воздействия на окружающую среду;

– нормирование;

– оборудование для очистки.

• Библиографический список:

– количество источников информации;

– соответствие ГОСТу.

• Самостоятельность выполнения работы в целом.

• Обобщения и выводы.

Пользователь программы должен только указать выполненные пункты, а разработанные в программе алгоритмы вычислят итоговую оценку и процент выполнения курсовой работы. Как следствие, программа Assessment of student’s coursework, применяя вычислительный алгоритм, выводит на пользовательский интерфейс процент качества выполнения курсовой работы и оценку согласно разработанным критериям. Отдельная функция программы позволяет составить отчет по всем параметрам каждой курсовой работы, увидеть студенту собственную работу глазами преподавателя и доработать ее с учетом замечаний до более высокого уровня. Автоматическое изменение критериев оценивания курсовой работы позволяет учитывать индивидуальные особенности студентов каждой группы. Введенные данные для всех проверяемых курсовых работ студентов сохраняются в файл и могут быть использованы повторно с возможностью внесения в них изменений.

В аспекте дифференционно-интеграционной методологии разработана система оценивания и контроля самостоятельной работы студентов с применением компьютерных технологий. Компьютерная программа Assessment of student’s coursework способствует более качественному выполнению самостоятельной работы, так как обеспечивает не только ориентиры для индивидуальной деятельности, но и возможности для более объективного самооценивания и самоконтроля.

Список литературы

1. Стихова, А.М. Организация самостоятельной работы студентов по химии в вузе на основе интегративно-дифференцированного подхода: методич. рекомендации для преподавателей вузов: учеб.-методич. пособие. Новороссийск: ГМУ им. адм. Ф.Ф. Ушакова, 2015.

2 Стихова А.М., Трудникова Н.М., Баламут Д.С., Жуликов Н.В. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Assessment of student’s coursework (Course Work). № 2014619837 от 23.09.2014 // Официальный бюллетень федеральной службы по интеллектуальной собственности (РОСПАТЕНТ). 2014. №10 (96).

Преемственность курсовых и выпускных квалификационных работ при подготовке учителя химии

А.А. Сутягин

Южно-Уральский государственный гуманитарно-педагогический университет, Челябинск, Россия

Неотъемлемой частью образовательной программы подготовки бакалавров является курсовая работа, основной целью выполнения которой является расширение, углубление знаний и умений студента и формирование у него необходимых профессиональных компетенций в научно-исследовательской деятельности. При выполнении этих работ происходит систематизация теоретического материала, расширение практических умений студентов, формирование навыков работы с литературными источниками различного характера; развитие познавательных способностей и активности студента, в том числе творческих, формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации [2].

В предыдущих подходах к выбору темы курсовой работы преподаватель, как правило, ориентировал студента на область своих научных интересов либо тема работы выбиралась исходя из интересов самого студента с учетом возможностей кафедры. В итоге очень часто темы расширялись и углублялись в течение нескольких лет, но были объединены единым смыслом и направлением, перерастая на выходе в квалификационную (дипломную) работу выпускника. При этом курсовая работа могла быть не связана с каким-либо конкретным предметом учебного плана, а тема и содержание – посвящены исследованиям в предметной области, еще не изучаемой студентом. При данном подходе курсовую работу рассматривали в большей степени не как составную часть учебного процесса, а как часть системы научно-исследовательской работы студента, направленной на развитие навыков в области исследовательской деятельности.

В современных подходах курсовая работа рассматривается как элемент учебной работы, содержащий результаты теоретического или экспериментального исследования, выполненного по отдельной конкретной дисциплине, при этом данная дисциплина «привязана» к учебному плану подготовки бакалавра. В результате бакалавр, обучаясь на данном конкретном курсе, должен выполнять исследование только по конкретной дисциплине, выполняемой на данном курсе, и в течение обучения должен выполнять курсовые работы каждый год, связанные с новой дисциплиной. Это обеспечивает приближение курсовой работы к учебному процессу, но усложняет переход курсовой работы в квалификационную, которая согласно учебному плану должна выполняться на последнем году обучения студента. В то же время целью курсовой работы остается развитие навыков, способствующих подготовке к выполнению ВКР [1].

Для обеспечения качества квалификационных работ необходимо обеспечить преемственность между темами выполняемых курсовых работ и планомерное расширение начальной темы через межпредметные связи. Рассмотрим последовательность химических дисциплин, по которым выполняются курсовые работы, согласно учебному плану бакалавров направления «Педагогическое образование», профильная направленность «Биология. Химия»:

• 4 семестр – «Общая и неорганическая химия»;

• 6 семестр – «Органическая химия, Аналитическая химия»;

• 8 семестр – «Химия окружающей среды», «Методика обучения химии», «Химические основы биологических процессов».

Предположим, что в конце первого курса студент решил выполнять курсовую работу под руководством преподавателя, основные научные интересы которого лежат в области супрамолекулярной химии. На втором курсе курсовая работа выполняется по дисциплине «Общая и неорганическая химия». Тогда с учетом возможности продолжения работы в области супрамолекулярной химии студенту для выполнения может быть предложена тема «Проявление нековалентных взаимодействий в химических системах». В рамках изучения этой темы студент может ознакомиться с природой нековалентных взаимодействий, лежащих в основе формирования супрамолекулярных структур, их характеристиками и последствиями проявлений [3]. Возможно проведение простых экспериментов, связанных, например, с определением температур кипения и плавления или растворимости веществ, характеризующихся возможностью или невозможностью образования водородных связей.

На третьем курсе выполнение данной работы может быть продолжено, но уже при выполнении курсовой работы по дисциплине «Органическая химия». Например, темой работы, продолжающей исследование, может быть «Синтез соединений включений». Опираясь на знания, полученные о природе нековалентных взаимодействий, студент может рассмотреть возможности комплексообразования, приводящие к образованию надмолекулярных систем, условия образования комплексов и их стабильность в различных средах и условиях существования. На данном этапе может быть начат синтез органических структур с применением классических методов органического синтеза и химического моделирования.

При обучении на четвертом курсе выполнение работы может быть продолжено в рамках дисциплины «Химические основы биологических процессов». Супрамолекулярные эффекты лежат в основе многих биологических процессов, таких как ферментативный катализ, матричный биосинтез, эффект действия лекарственных препаратов и т.д. [5]. Пример темы, в рамках которой студент может продолжать свое исследование, – «Супрамолекулярное инкапсулирование лекарственных препаратов». Студент может конкретизировать понятие о супрамолекулярных взаимодействиях, продолжить работу в области синтеза молекулярных систем.

Обобщением трех курсовых работ может стать выход на выпускную квалификационную работу, выполненную, например, в рамках темы «Супрамолекулярное связывание циклодекстринами». На этом этапе необходимо не только обобщение всей информации, полученной ранее. Обязательным требованием к ВКР направления «Педагогическое образование» является наличие педагогического приложения, демонстрирующего приложение материала работы в учебно-воспитательном процессе. Тогда на данном этапе студент имеет возможность отобрать темы школьного курса, в которых могут быть затронуты вопросы супрамолекулярной химии, проведены подбор либо разработка заданий, связанных с этой темой, а также их апробирование в рамках педагогической практики [4].

Данный подход имеет ряд ограничений. В первую очередь это незнание студентами младших курсов направлений деятельности кафедры, неспособность выбрать направление исследования, которое заинтересует его в течение всего срока обучения. В этом основная роль принадлежит педагогу, который должен заинтересовать студента, показав ему уже на ранних этапах выполнения работы перспективы темы, возможности ее дальнейшего продолжения и ее значение в будущей профессиональной деятельности.

Список литературы

1. Положение о курсовой работе (проекте) / утв. на заседании Ученого совета ЮУрГГПУ. Протокол № 3 от 28.09.2017. Челябинск: ЮУрГГПУ, 2017. URL: http://www.cspu.ru/sveden/document/

2. Степановских Е.И., Кушнарева Т.В. Самостоятельная работа студентов при выполнении курсовых работ по физической химии [Электронный ресурс] // Науковедение. 2015. Т. 7. № 2. URL: http://naukovedenie.ru/PDF/165PVN215.pdf

3. Стид Дж., Этвуд Дж.Л. Супрамолекулярная химия. Т. 1. М.: Академкнига, 2007.

4. Сутягин А.А. , Фабер А.А. Знакомство с супрамолекулярной химией при подготовке школьников к олимпиадам // Инновационные процессы в химическом образовании в контексте современной образовательной политики: материалы V Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Челябинск: ЮУрГГПУ, 2017. С. 154–157.

5. Федорова О.А. Супрамолекулярная химия. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010.