СТАНДАРТ СРЕДНЕГО (ПОЛНОГО) ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
ПО ХИМИИ

ПРОФИЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

Изучение химии на профильном уровне среднего (полного) общего образования направлено на достижение следующих целей:

· освоение системы знаний о фундаментальных законах, теориях, фактах химии, необходимых для понимания научной картины мира;

· овладение умениями: характеризовать вещества, материалы и химические реакции; выполнять лабораторные эксперименты; проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям; осуществлять поиск химической информации и оценивать ее достоверность; ориентироваться и принимать решения в проблемных ситуациях;

· развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей в процессе изучения химической науки и ее вклада в технический прогресс цивилизации; сложных и противоречивых путей развития идей, теорий и концепций современной химии;

· воспитание убежденности в том, что химия – мощный инструмент воздействия на окружающую среду, и чувства ответственности за применение полученных знаний и умений;

· применение полученных знаний и умений для: безопасной работы с веществами в лаборатории, быту и на производстве; решения практических задач в повседневной жизни; предупреждения явлений, наносящих вред здоровью человека и окружающей среде; проведения исследовательских работ; сознательного выбора профессии, связанной с химией.

ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ МИНИМУМ СОДЕРЖАНИЯ
ОСНОВНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ

МЕТОДЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

ОСНОВЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Атом. Модели строения атома. Ядро и нуклоны. Нуклиды и изотопы. Электрон. Дуализм электрона. Квантовые числа. Атомная орбиталь. Распределение электронов по орбиталям. Электронная конфигурация атома. Валентные электроны. Основное и возбужденные состояния атомов.

Современная формулировка периодического закона и современное состояние периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. Электронные конфигурации атомов переходных элементов.

Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Современные представления о строении твердых, жидких и газообразных веществ.

Классификация и номенклатура неорганических и органических веществ.

Чистые вещества и смеси. Дисперсные системы. Коллоидные системы. Истинные растворы. Растворение как физико-химический процесс. Тепловые явления при растворении. Способы выражения концентрации растворов: массовая доля растворенного вещества, молярная и моляльная концентрации.

Закономерности протекания химических реакций. Тепловые эффекты реакций. Термохимические уравнения. Понятие об энтальпии и энтропии. Энергия Гиббса. Закон Гесса и следствия из него.

Скорость реакции, ее зависимость от различных факторов. Закон действующих масс. Элементарные и сложные реакции. Механизм реакции. Энергия активации. Катализ и катализаторы.

Обратимость реакций. Химическое равновесие. Константа равновесия. Смещение равновесия под действием различных факторов. Принцип Ле Шателье.

Окислительно-восстановительные реакции. Методы электронного и электронно-ионного баланса. Ряд стандартных электродных потенциалов. Коррозия металлов и способы защиты от нее. Химические источники тока. Электролиз растворов и расплавов.

Характерные химические свойства металлов, неметаллов и основных классов неорганических соединений.

Водород. Изотопы водорода. Соединения водорода с металлами и неметаллами. Вода. Пероксид водорода.

Галогены. Галогеноводороды. Галогениды. Кислородсодержащие соединения хлора.

Кислород. Оксиды и пероксиды. Озон.

Сера. Сероводород и сульфиды. Оксиды серы. Сернистая и серная кислоты и их соли.

Азот. Аммиак, соли аммония. Оксиды азота. Азотистая и азотная кислоты и их соли.

Фосфор. Фосфин. Оксиды фосфора. Фосфорные кислоты. Ортофосфаты.

Кремний. Силан. Оксид кремния (IV). Кремниевые кислоты, силикаты.

Щелочные и щелочно-земельные металлы и их соединения.

Алюминий и его соединения.

Комплексные соединения переходных элементов.

Общие способы получения металлов. Понятие о металлургии. Сплавы (черные и цветные).

Типы реакций в органической химии. Ионный и радикальный механизмы реакций.

Алканы и циклоалканы. Алкены, диены. Алкины. Бензол и его гомологи. Стирол.

Одноатомные и многоатомные спирты. Фенолы. Простые эфиры. Альдегиды и кетоны. Карбоновые кислоты. Функциональные производные карбоновых кислот. Сложные эфиры неорганических и органических кислот. Жиры, мыла.

Углеводы. Моносахариды, дисахариды, полисахариды.

Нитросоединения. Амины. Анилин.

Аминокислоты. Пептиды. Белки. Структура белков.

Высокомолекулярные соединения. Реакции полимеризации и поликонденсации.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ХИМИИ

Правила работы в лаборатории. Лабораторная посуда и оборудование. Правила безопасности при работе с едкими, горючими и токсичными веществами.

Физические методы разделения смесей и очистки веществ. Кристаллизация, экстракция, дистилляция.

Синтез органических и неорганических газообразных веществ.

Синтез твердых и жидких веществ. Органические растворители.

Качественный и количественный анализ веществ. Определение характера среды. Индикаторы. Качественные реакции на неорганические вещества и ионы. Идентификация органических соединений, обнаружение функциональных групп. Измерение физических свойств веществ (масса, объем, плотность). Современные физико-химические методы установления структуры веществ. Химические методы разделения смесей.

Химические процессы в живых организмах. Биологически активные вещества. Химия и здоровье. Проблемы, связанные с применением лекарственных препаратов.

Химия в повседневной жизни. Моющие и чистящие средства. Правила безопасной работы со средствами бытовой химии.

Общие принципы химической технологии. Природные источники химических веществ.

Полимеры. Пластмассы, волокна, каучуки. Новые вещества и материалы в технике.

Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия.

Проблемы безопасного использования веществ и химических реакций в современной жизни. Токсичные, горючие и взрывоопасные вещества.

Источники химической информации: учебные, научные и научно-популярные издания, компьютерные базы данных, ресурсы Интернета.

ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ
ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ

В результате изучения химии на профильном уровне ученик должен

· основные законы химии : закон сохранения массы веществ, периодический закон, закон постоянства состава, закон Авогадро, закон Гесса, закон действующих масс в кинетике и термодинамике;

· основные теории химии : строения атома, химической связи, электролитической диссоциации, кислот и оснований, строения органических соединений (включая стереохимию), химическую кинетику и химическую термодинамику;

· классификацию и номенклатуру неорганических и органических соединений;

· природные источники углеводородов и способы их переработки;

· вещества и материалы, широко используемые в практике : основные металлы и сплавы, графит, кварц, стекло, цемент, минеральные удобрения, минеральные и органические кислоты, щелочи, аммиак, углеводороды, фенол, анилин, метанол, этанол, этиленгликоль, глицерин, формальдегид, ацетальдегид, ацетон, глюкоза, сахароза, крахмал, клетчатка, аминокислоты, белки, искусственные волокна, каучуки, пластмассы, жиры, мыла и моющие средства;

· называть изученные вещества по «тривиальной» и международной номенклатурам;

· определять : валентность и степень окисления химических элементов, заряд иона, тип химической связи, пространственное строение молекул, тип кристаллической решетки, характер среды в водных растворах, окислитель и восстановитель, направление смещения равновесия под влиянием различных факторов, изомеры и гомологи, принадлежность веществ к различным классам органических соединений, характер взаимного влияния атомов в молекулах, типы реакций в неорганической и органической химии;

· объяснять : зависимость свойств химического элемента и образованных им веществ от положения в периодической системе Д.И. Менделеева; зависимость свойств неорганических веществ от их состава и строения; природу и способы образования химической связи; зависимость скорости химической реакции от различных факторов, реакционной способности органических соединений от строения их молекул;

· выполнять химический эксперимент по: распознаванию важнейших неорганических и органических веществ; получению конкретных веществ, относящихся к изученным классам соединений;

· проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций;

· осуществлять самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (справочных, научных и научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи информации и ее представления в различных формах;

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

· понимания глобальных проблем, стоящих перед человечеством: экологических, энергетических и сырьевых;

· объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве;

· экологически грамотного поведения в окружающей среде;

· оценки влияния химического загрязнения окружающей среды на организм человека и другие живые организмы;

· безопасной работы с веществами в лаборатории, быту и на производстве;

· определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;

· распознавания и идентификации важнейших веществ и материалов;

· оценки качества питьевой воды и отдельных пищевых продуктов;

критической оценки достоверности химической информации, поступающей из различных источников.

[1] Курсивом в тексте выделен материал, который подлежит изучению, но не включается в Требования к уровню подготовки выпускников.

Источник

Профильное обучение на уроках химии и биологии: опыт работы и проблемы

Роль образования на современном этапе развития страны определяется, как отмечается в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года», одобренной Правительством Российской Федерации, задачами перехода России к демократическому государству, рыночной экономики, необходимостью преодоления опасности её отставания от мировых тенденций экономического и социального развития.

К числу важнейших задач модернизации школьного образования следует отнести задачу всестороннего развития детей, их творческих способностей, умений и навыков самообразования, формирования у молодёжи готовности и адаптации к меняющимся социальным условиям жизни общества. Поэтому ставится задача введения в старших классах профильного обучения, ориентированного на удовлетворения познавательных запросов, интересов, развития способностей и склонностей каждого ученика.

«Прежде всего, важно понять, что такое профильное обучение. Это систематизированная подготовка старшеклассников, направленная на то, чтобы сделать процесс их обучения на последней ступени общеобразовательной школы более индивидуализированным, отвечающим реальным запросам и ориентациям, способная обеспечить осознанный выбор школьниками своей профессиональной деятельности.

Татар. литер.Химия33Жизнедеятельность бактерий (9 класс)

Химия в быту и в медицине (9 класс)

Спец.курс «Подготовка к ЕГЭ по биологии» 11 класс.

Спец.курс «Подготовка к ЕГЭ по химии» 11 класс.Итого: 204 часовБиология33Итого: 204 часов

Таким образом, профиль-это сочетание базовых, профильных и элективных курсов, отвечающая общим требованиям в отношении норм учебной нагрузки:

1) минимальным объёмам учебного времени, задаваемые Базисным Учебным Планом (33 часа в неделю); 2) нормам санитарной нагрузки (36 часов в неделю).

В связи с профильным обучением изменился учебный план. Планирование курса «Биология. Общие закономерности» составлено на основе «Программы среднего (полного) общего образования по биологии 10-11 класс» автор В.Б. Захаров. Профильный уровень. Издательство «Дрофа» Москва-2006.

«Биология. Общие закономерности» 10-11классы изучали по учебнику, авторы которых В.Б. Захаров, С.Т. Мамонтов и В.И. Сивоглазов. Издательство Москва «Школа-Пресс».

Планирование курса химии 10-11 кл. составлено на основе «Программы среднего (полного) общего образования по химии 10-11кл.» для химико-биологических профилей автор О.С. Габриелян. Издательство «Дрофа» Москва-2006 год.

Курс «Химия 10-11класс» изучаем по учебнику, авторы, которых О.С. Габриелян и Г.Г. Лысова.

Программы курсов «Биология. Общие закономерности» и «Химия 10-11 класс» полностью включают все разделы и темы, однако содержание каждого учебного блока расширенно и углубленно, увеличено число лабораторных и практических работ.

Анализируя результаты срезовых контрольных работ, результаты ЕГЭ прихожу к выводу, что профильное обучение даёт учащимся:

прочные знания по профильным предметам, то есть, именно в той области, где они предполагают реализовать себя по окончанию школы;

вырабатывает у них навыки самостоятельной познавательной деятельности, подготавливает их к решению задач различной сложности;

вырабатывает у учащихся мышление, позволяющее не пассивно потреблять информацию, а критически и творчески перерабатывать её; иметь своё мнение и уметь отстаивать его в любой ситуации;

делает их конкурентоспособными в плане поступления выбранные им ВУЗы

Сравнительный анализ успеваемости учащихся по профильным предметам:

Взаимосвязь профильного обучения со стандартами общего образования и единым государственным экзаменом

«Важна связь профильного обучения на старшей ступени с общей установкой на введение государственного стандарта общего образования. В связи с этим профилизация обучения в старшей школе должна быть прямо соотнесена с введённым единым государственным экзаменом. В 2009 году запланирован перевод ЕГЭ в «штатный режим», т. е. повсеместное введение этой формы качества знаний как государственного механизма контроля качества образования».[2].

И хотя принято говорить, что подготовка к ЕГЭ начинается с первого урока, надо смотреть на вещи более реалистично: время основной подготовительной работы приходится на самый ответственный и трудный для школьника 11 класс. За этот год не только надо успеть повторить пройденное, но и настроить себя на экзамен, на ту степень сконцентрированной ответственности и свободы в поиске ответа, решения, которая способна обеспечить успех. Известно, что успех каждого дела зависит от его начала и организации. Поэтому в 11 классе ввожу два спецкурса «Подготовка к ЕГЭ по химии» и «Подготовка к ЕГЭ по биологии». С 2005-2008г. десять учеников выбрали специальности, связанные с химией и биологией и поступили в следующие учебные заведения: КГХТУ-2ученика, АГНИ-2 ученика, БМУ-6 ученика.

Подготовка, повышение квалификации и переподготовка педагогических кадров для профильной школы

-официальное признание лучших учителей (гранты, национальные проекты и пр.);
— создание условий для привлечения инвестиций в школы».[3].

Следующая проблема заключается в сложности организации профильного обучения в школе с 1 классом в параллели. Невозможность деления класса на необходимое количество профильных групп.

Но в связи с этим хочется привести мнение министра образования и науки Андрея Фурсенко по поводу концепции «профильного обучения». С его точки зрения, профильное образование, даже самое лучшее, в быстро меняющемся мире «живет» не более 5-10 лет, потом же специалисту все равно придется доучиваться или переучиваться. В этом плане любой профиль относителен, человек должен хорошо владеть базовыми знаниями. По мнению министра, чтобы общество и государство развивались, нужен баланс между базовым и профильным образованием».[3].

Источник

Требования и рекомендации по профильному обучению химии

Нормативная база профильного обучения и требования к учебно-методическим материалам

В настоящее время в целях введения стандарта в практику работы школы Министерством образования и науки РФ приняты нормативные документы, которыми следует руководствоваться при разработке учебных планов, программ и профильных курсов:

— Обязательный минимум содержания основного общего образования, утвержденный приказом Минобразования России от 19.05.98 г. № 1236 [7];

— Обязательный минимум содержания среднего (полного) общего образования, утвержденный приказом Минобразования России от 30.06.99 г. № 56 [8];

— Федеральный компонент государственного стандарта общего образования, одобренный совместным решением коллегии Минобразования России и Президиума РАО от 23.12.2003 г. № 21/12 и утвержденный приказом Минобрнауки РФ от 05.03.2004 г. № 1089 [9 ].

В последнем из перечисленных документов стандарт среднего (полного) общего образования представлен на базовом и профильном уровнях. Поэтому при создании учебно-методических материалов и при организации профильного обучения необходимо опираться главным образом именно на этот документ, а также на «Концепцию профильного обучения на старшей ступени общего образования», которая утверждена Приказом Министерства образования Российской Федерации от 18.07.2002 г. № 2783.

По химии, как и по любому другому учебному предмету, Федеральный компонент государственного стандарта общего образования включает: цели изучения предмета, обязательный минимум содержания основных образовательных программ, требования к уровню подготовки выпускников.

Обязательный минимум представляет собою перечень предметных тем (дидактических единиц), которые в обязательном порядке включаются в учебные программы.

Оба обязательных минимума по химии – для основной и средней (полной) школы − построены с учетом сложившегося в отечественной средней школе содержания курса химии.

Это позволяет считать обобщенную систему знаний, представленную в обязательном минимуме содержания основных образовательных программ по химии, функционально полной и достаточной для получения выпускниками основной и средней (полной) школы общеобразовательной подготовки по химии. Отсюда следует, что содержание, зафиксированное в обязательном минимуме, приобретает характер норматива: оно должно присутствовать в учебных программах каждого образовательного учреждения и подлежит обязательному усвоению каждым обучающимся.

Поэтому первое требование ко всем учебно-методическим материалам – соответствие обязательному минимуму и требованиям к уровню подготовки выпускников.

Следует заметить, что обязательный минимум не устанавливает последовательность изучения учебного материала и не определяет нормативы времени, отводимые на изучение данной темы в рамках учебной программы. При разработке конкретных программ и учебных материалов возможно расширение и углубление изучаемого материала. Однако, это можно делать только в пределах допустимой учебной нагрузки обучающихся.

Как показывает опыт экспертизы учебников, именно несоответствие объема учебного материала, предлагаемого в целом ряде учебников, числу часов, отводимых базисным учебным планом на изучение того или иного курса, является одной из наиболее типичных ошибок многих авторов.

Таким образом, второе требование – это соответствие нормам учебного времени.

Различия в уровне подготовки выпускников на базовом и профильном уровнях означают не только различия в числе усвоенных элементов содержания, но и необходимость более глубокое теоретического осмысления учебного материала выпускниками профильных классов. Например, на базовом уровне важнейшее понятие «атом» должно быть сформировано в связи с такими понятиями как «химический элемент», «изотопы», «химическая связь», но при этом не требуется знать теорию строения атомов. На профильном уровне понятие «атом» должно быть дано не только в связи с упомянутыми «базовыми» понятиями, но и с такими как «нуклиды», «атомные s-, p-, d-орбитали», «гибридизация орбиталей» и на основе теории строения атомов. На базовом уровне учащиеся должны получить самые общие представления о кинетике химических реакций (скорости, химическом равновесии). На профильном же уровне понятие химической реакции должно быть усвоено в свете закона действующих масс в кинетике и термодинамике, закона Гесса, в связи с понятиями «энтальпия», «теплота образования», «энтропия», «константа равновесия», «механизм реакции». Иными словами, совокупность элементов знаний и умений, относящихся к базовому уровню подготовки, следует рассматривать как основу для формирования и развития системы знаний и умений на профильном уровне. Эта система должна включать существенно бόльший теоретический багаж знаний, позволяющий осознанно усвоить значительный объем фактических сведений.

На основе анализа требований к уровню подготовки выпускников как одной из составляющих образовательного стандарта можно заключить, что они задают необходимый уровень владения содержанием, который обеспечивается сформированностью соответствующих видов деятельности. Иными словами, они сформулированы в деятельностной форме.

Отсюда вытекает такое требование к учебно-методическим материалам как наличие системы вопросов, упражнений, заданий и задач, которая ориентирована на формирование и развитие различных видов и способов интеллектуальной и практической деятельности, а также на контроль уровня сформированности соответствующей деятельности как результата обучения.

В основе учебно-методических материалов должен лежать деятельностный подход. Поэтому в них должна прослеживаться четкая модель деятельности учащегося. Мотивы его деятельности должны быть адекватны содержанию учебного материала. Для повышения активности обучения учебно-методические материалы должны генерировать разнообразные учебные ситуации, формулировать разнообразные вопросы, предоставлять учащемуся возможность выбора той или иной траектории обучения, возможность управления ходом событий.

В этой связи некоторые конкретные рекомендации будут даны в заключительной части этого документа.

Учитывая внедрение единого государственного экзамена как формы итоговой аттестации выпускников, реализуемая в учебно-методических материалах система должна также обеспечивать подготовку к сдаче ЕГЭ.

Курс химии может изучаться на профильном уровне (4 недельных учебных часа на два года обучения) в следующих профилях: физико-математический, биолого-географический и агротехнологический.

Основанием для включения химии в число профильных предметов для физико-математического профиля являются, с одной стороны, тесная взаимосвязь химии с таким разделами физики как термодинамика и молекулярная физика, а с другой, практика обучения по этому профилю. Как показывает практика, учащиеся, обучавшиеся в классах физико-математического профиля, после их окончания нередко продолжают обучение в вузе по химическим специальностям.

Включение химии в число профильных предметов для классов биолого-географического профиля обусловлено тем, что понимание геоэкологических проблем, а также явлений, происходящих в региональном и локальном масштабах, невозможно без знания химии. Это касается свойств веществ, входящих в состав горных пород, минералов, растворенных в водах рек, морей и океанов, а также превращений веществ в природных условиях и в процессе производственно-хозяйственной деятельности людей.

Вполне обоснованным можно считать также включение химии в число профильных предметов для агротехнологического профиля. Современные технологии, используемые в различных отраслях сельского хозяйства, в значительной степени базируются на достижениях теоретической химии, а также ее прикладных областей. Они используются при создании удобрений, разработке рациональных способов питания и защиты растений и животных, в почвоведении и т.п.

Цели изучения химии в каждом профиле будут различными.

I. Изучение химии для поддержки ведущего профильного предмета.

В физико-математическом профиле химическое содержание используется для иллюстрации теснейшей взаимосвязи физического и химического знания и тенденций интеграции соответствующих наук (физическая химия, химическая физика и т.д.). В этом случае необходимо выделение химии из курса «Естествознание» в самостоятельный предмет и увеличение времени ее изучения на 1 час в неделю. Таким образом, в классах физико-математического профиля на курс химии должно отводиться 2 часа в неделю (всего за два года обучения 140 часов). При этом химия остается в числе базовых предметов.

В индустриальных (технологических) профилях изучение химии может служить опорой для формирования специальных знаний, связанных с использованием веществ в материальном производстве. Элементы химии, заложенные в стандарт естествознания, эту задачу не могут выполнить ни по своему объему, ни по структуре. В связи с этим целесообразно для обеспечения систематичности учебного материала выделить химию из курса «Естествознание» в отдельный предмет, изучаемый на базовом уровне, добавив дополнительно 1 час в неделю для приведения объема учебного материала в соответствие с потребностями профильных предметов. Таким образом, в этих профилях может быть организовано изучение химии на базовом уровне в объеме 140 часов на два года обучения.

В биолого-географическом профиле в курс химии включаются дополнительные факты и теоретические знания, направленные на осознанное усвоение содержания обучения биологии и географии как ведущих профильных предметов. Это потребует трех часов в неделю, т.е. 210 часов на два года обучения.

II. Изучение химии как профильного предмета.

В физико-химическом и химико-биологическом профилях химия является одним из ведущих профильных предметов. Разное соотношение соответствующих наук приводит к необходимости выделения различного числа учебных часов на изучение курса химии. В классах физико-химического профиля физика является той базой, на которой строится изучение химии, в то время как в классах химико-биологического профиля химия создает основу для более углубленного (по сравнению с непрофильными классами) изучения биологии. При определении числа часов, отводимых на изучение химии, следует также учитывать то обстоятельство, что учащиеся классов этих профилей выбирают для продолжения образования химические, биологические, медицинские факультеты высших учебных заведений, а состав вступительных экзаменов на эти факультеты различен. Поэтому представляется наиболее оптимальным следующий набор профильных предметов для физико-химического и химико-биологического профилей (см. таблицу 1).

Число часов, отводимое на изучение профильных предметов
в физико-химическом и химико-биологическом профилях

Повышение уровня химической подготовки учащихся этих профилей может быть достигнуто за счет элективных курсов (модулей), содержание которых ориентировано на углубленное изучение отдельных разделов химии.

Для физико-химического профиля можно рекомендовать следующие элективные курсы:

1. Методика решения химических расчетных задач.

2. Методика решения экспериментальных задач.

4. Химическая термодинамика и кинетика.

5. Строение вещества.

6. Учение о дисперсных системах и поверхностных явлениях.

Для химико-биологического профиля:

1. Методика решения химических расчетных задач.

2. Методика решения экспериментальных задач.

4. Основы химического анализа.

5. Учение о дисперсных системах и поверхностных явлениях.

6. Пространственное и электронное строение органических соединений.

7. Химия высокомолекулярных соединений.

Таким образом, не вступая в противоречие с федеральным базисным учебным планом, можно реализовать различные варианты профильного изучения химии на старшей ступени школы. Рассмотренные выше варианты изучения химии не являются обязательными и служат для общеобразовательных учреждений примерами построения их индивидуальных учебных планов.

1. Требование научности обучения с использованием ОЭИ означает достаточную глубину, корректность и научную достоверность изложения содержания учебного материала, предоставляемого ОЭИ с учетом последних научных достижений. Процесс усвоения учебного материала с помощью ОЭИ должен строиться в соответствии с современными методами научного познания: эксперимент, сравнение, наблюдение, абстрагирование, обобщение, конкретизация, аналогия, индукция и дедукция, анализ и синтез, метод моделирования, в том числе и математического, а также метод системного анализа.

2. Требование доступности обучения, осуществляемого посредством ОЭИ, означает необходимость определения степени теоретической сложности и глубины изучения учебного материала сообразно возрастным и индивидуальным особенностям учащихся. Недопустима чрезмерная усложненность и перегруженность учебного материала, при которой овладение этим материалом становится непосильным для обучаемого.

3. Требование обеспечения проблемности обучения обусловлено самой сущностью и характером учебно-познавательной деятельности. Когда учащийся сталкивается с учебной проблемной ситуацией, требующей разрешения, его мыслительная активность возрастает. Уровень выполнимости данного дидактического требования с помощью ОЭИ может быть значительно выше, чем при использовании традиционных учебников и пособий.

4. Требование обеспечения наглядности обучения означает необходимость учета чувственного восприятия изучаемых объектов, их макетов или моделей и их личное наблюдение учащимся. Требование обеспечения наглядности в случае ОЭИ реализуется на принципиально новом, более высоком уровне. Распространение систем виртуальной реальности, позволит в ближайшем будущем говорить не только о наглядности, но и о полисенсорности обучения.

5. Требование обеспечения сознательности обучения, самостоятельности и активизации деятельности обучаемого предполагает обеспечение средствами ОЭИ самостоятельных действий учащихся по извлечению учебной информации при четком понимании конечных целей и задач учебной деятельности. При этом осознанным для обучающегося является то содержание, на которое направлена его учебная деятельность.

6. Требование систематичности и последовательности обучения при использовании ОЭИ означает обеспечение последовательного усвоения учащимися определенной системы знаний в изучаемой предметной области. Необходимо, чтобы знания, умения и навыки формировались в определенной системе, в строго логическом порядке и находили применение в жизни. Для этого необходимо:

Кроме перечисленных дидактических требований, предъявляемых как к ОЭИ, так и к традиционным изданиям образовательного назначения, к ОЭИ предъявляются специфические дидактические требования, обусловленные использованием преимуществ современных информационных и телекоммуникационных технологий в создании и функционировании ОЭИ.

1. Требование адаптивности подразумевает приспособляемость ОЭИ к индивидуальным возможностям обучаемого. Оно означает приспособление, адаптацию процесса обучения к уровню знаний и умений, психологическим особенностям обучаемого. Различают три уровня адаптации ОЭИ. Первым уровнем адаптации считается возможность выбора учащимся наиболее подходящего для него индивидуального темпа изучения материала. Второй уровень адаптации подразумевает диагностику состояния обучаемого, на основании результатов которой предлагается содержание и методика обучения. Третий уровень адаптации базируется на открытом подходе, который не предполагает классифицирования возможных пользователей и заключается в том, что авторы программы стремятся разработать как можно больше вариантов ее использования для как можно большего контингента возможных обучаемых.

2. Требование интерактивности обучения означает, что в процессе обучения должно иметь место взаимодействие учащегося с ОЭИ. Средства ОЭИ должны обеспечивать интерактивный диалог и обратную связь. Важной составной частью организации диалога является реакция ОЭИ на действие пользователя. Обратная связь осуществляет контроль и корректирует действия учащегося, дает рекомендации по дальнейшей работе, осуществляет постоянный доступ к справочной и разъясняющей информации. При контроле с диагностикой ошибок по результатам учебной работы суггестивная обратная связь выдает анализ работы с рекомендациями по повышению уровня знаний.

3. Требование реализации возможностей компьютерной визуализации учебной информации, предъявляемой ОЭИ. Требование предполагает анализ возможностей современных средств отображения информации (технические возможности средств отображения информации – компьютеров, мультимедиа проекторов, средств виртуальной реальности и возможностей современного программного обеспечения) по сравнению с качеством представления учебной информации в ОЭИ.

4. Требование развития интеллектуального потенциала обучаемого при работе с ОЭИ предполагает формирование стилей мышления (алгоритмического, наглядно-образного, теоретического), умения принимать оптимальное решение или вариативные решения в сложной ситуации, умений по обработке информации (на основе использования систем обработки данных, информационно-поисковых систем, баз данных и пр.).

5. Требование системности и структурно-функциональной связанности представления учебного материала в ОЭИ.

6. Требование обеспечения полноты (целостности) и непрерывности дидактического цикла обучения в ОЭИ означает, что ОЭИ должен предоставлять возможность выполнения всех звеньев дидактического цикла в пределах одного сеанса работы с информационной и коммуникационной техникой.

С дидактическими требованиями к ОЭИ тесно связаны методические требования. Методические требования к ОЭИ предполагают учет своеобразия и особенности конкретного учебного предмета, на которое рассчитано ОЭИ, специфики соответствующей науки, ее понятийного аппарата, особенности методов исследования ее закономерностей; возможностей реализации современных методов обработки информации.

ОЭИ должны также удовлетворять следующим методическим требованиям:

1. В связи с многообразием реальных технических систем и устройств и сложностью их функционирования предъявление учебного материала в ОЭИ должно строиться с опорой на взаимосвязь и взаимодействие понятийных, образных и действенных компонентов мышления.

2. ОЭИ должно обеспечить отражение системы научных понятий учебной дисциплины в виде иерархической структуры высокого порядка, каждый уровень которой соответствует определенному уровню абстракции, а также обеспечить учет как одноуровневых, так и межуровневых логических взаимосвязей этих понятий.

3. ОЭИ должно предоставлять обучаемому возможность разнообразных контролируемых тренировочных действий с целью поэтапного повышения внутридисциплинарного уровня абстракции знаний учащихся на уровне усвоения, достаточном для осуществления алгоритмической и эвристической деятельности.

Программные средства для контроля и измерения уровня знаний обучающихся нашли наиболее широкое применение ввиду относительной легкости их создания. Существует целый ряд инструментальных систем-оболочек, с помощью которых преподаватель, даже не знакомый с основами программирования, в состоянии скомпоновать перечни вопросов и возможных ответов по той или иной учебной теме. Как правило, задачей обучаемого является выбор одного правильного ответа из ряда предлагаемых ответов. Такие программы позволяют разгрузить преподавателя от рутинной работы по выдаче индивидуальных контрольных заданий и проверке правильности их выполнения. Появляется возможность многократного и более частого контроля знаний, в том числе и самоконтроля, что стимулирует повторение и, соответственно, закрепление учебного материала.

Некоторые рекомендации по составу и содержанию учебно-методических материалов (ОЭИ).

По нашему мнению, в состав некоторых ОЭИ целесообразно включить три следующих блока:

— блок закрепления основных элементов содержания;

— блок обучения решению задач.

Первый из них представляет собой особый вид образовательного информационно-справочного источника, представляющего собой упорядоченный массив задач, позволяющий преподавателю создавать на основе учета индивидуальных возможностей обучаемых выборки для очных, самостоятельных и контрольных работ. Создаваемые выборки могут предлагаться в качестве заданий для учащихся, как в традиционном «бумажном», так и в электронном вариантах. Задачник может содержать механизмы случайной генерации задачи из семейства задач, механизмы генерации или поиска задач в соответствии с заданным педагогом шаблоном, механизмы анализа ошибок, диагностики и выработки рекомендаций педагогу и обучаемому, а также другие механизмы.

Во втором блоке сгруппированы несколько типов заданий, которые различаются, в основном, по технологическим признакам.

Задания с выбором ответа. Традиционный для полиграфических изданий тип задания в электронном издании приобретает абсолютно новые возможности. Во-первых, каждый ответ, в том числе и неверный, может быть сопровожден комментарием, всплывающем при выборе ответа и являющемся реакцией на ответ. В имеющихся электронных изданиях по различным предметам, как правило, встречаются только комментарии к выполнению задания типа «Верно! (Неверно!)». Хотя неверные ответы прекрасная возможность обсудить ошибки ученика или подтолкнуть его к верному решению.

Какие из перечисленных веществ являются различными аллотропными видоизменениями одного элемента?

1) кремний и кремнезем

3) Белое золото и золото

4) Белый фосфор и черный фосфор

В рамках электронного издания можно разработать значительное число такого типа заданий. При использовании ЭИ в контрольном режиме опция появления комментариев может быть отключена.

Отметим еще ряд преимуществ электронной формы заданий с выбором ответа.

1) Число вариантов ответов можно выбирать из соображений педагогической целесообразности (минимальная возможность угадывания ответа из набора ответов), а не технологических требований при проведении тестирования на бланках (строго 4 или строго 5 вариантов ответа).

2) В хорошо составленных заданиях с выбором ответа (все варианты ответов правдоподобны) варианты неверных ответов, позволяют сделать вывод, в чем состоит заблуждение ученика еще на стадии закрепления понятий, а не на стадии тестирования.

Рассмотрим, например, задание на проверку усвоения понятия гидролиза:

Какие ионы присутствуют в водном растворе фосфата натрия?

Использование таких заданий позволяет предотвратить ошибки еще на стадии усвоения понятий, что крайне важно при самостоятельной работе ученика с ЭИ.

Задания на установление соответствия, которые являются весьма характерным для химии и предпочтительными для проверки усвоения элементов содержания, устанавливающих взаимосвязь состава, строения, свойств и применения веществ.

Содержание этих заданий выражается в виде двух множеств, между которыми надо установить соответствие. Это могут быть следующие пары множеств: исходные вещества – продукты реакции; формулы – названия веществ; элемент – электронное строение; название вещества – тип связи; название вещества – свойства вещества. Например:

Переставляя слова в левой колонке (встать курсором на слово и перемещать при нажатой левой кнопки мыши) установите соответствие между веществом и классом, к которому его относят.

Такого типа задания не используются в электронных изданиях по химии, хотя их можно встретить в ЭИ по другим предметам (1С: Тесты по орфографии, 1С, Москва). Поскольку сравнение и классификация входят в число интеллектуальных процедур, необходимых для успешной сдачи ЕГЭ по химии, то такие задания целесообразно разработать в рамках данного проекта.

Задания с введением буквенного или числового ответа с клавиатуры в случае химии требуют значительной работы авторов и методистов по описанию возможных вариантов правильных ответов. При получении числового ответа в задаче по химии вид ответа зависит от способа округления, единиц измерений, использование простых или десятичных дробей или степенной формы записи числа.

Примеры использования такого типа заданий в электронных изданиях встречаются (1С:Репетитор. Математика. ч.1, 1С, Москва; Открытая физика 2.5, Физикон, Долгопрудный).

В практике ЕГЭ эти сложности решаются следующим образом. Исключены задания, в которых требуется получить ответ в алгебраическом виде. Неукоснительно должно соблюдаться требование: записать ответ в заданном формате (выразить в определенных единицах измерений, округлить до определенного числа значащих цифр и т.д.). В рамках данного проекта в открытых заданиях с получением численного ответа целесообразно пойти по такому же пути задания формата оформления ответа.

Задания с использованием мультимедиа объектов, реализуемы только в электронном издании. Приведем несколько типов заданий, имеющих различные формы.

Интерактивные модели (компьютерные симуляции) для ознакомления с терминами, которые часто используются для формулировки условий задач экзамена, но незнакомыми большинству современных школьников. К сожалению, это вызывает дополнительные трудности при выполнении заданий и решении задач. Однако, достаточно показать школьнику зрительный образ процесса в динамике и условие задачи становится ясным. Этой же цели будут служить и задания с использованием не только фото- и видеофрагментов, но и специально созданных анимаций.

Электронные тренажеры для приобретения навыков выполнения некоторых стандартных процедур. Они содержат генератор заданий из заданного набора или создаваемых программным обеспечением по заданному алгоритму, а также блок обработки ответа на поставленный вопрос. Такие тренажеры могут быть направлены на ликвидацию пробелов в математических знаниях и общеучебных навыках (анализ таблиц, диаграмм, текстов, и т.д.). Они будут предложены ученику, если при проведении контрольно-диагностического тематического теста будут обнаружено, что ошибки в проведении именно этих интеллектуальные процедур ведут к ошибкам в выполнении заданий по химии.

Задания с анализом видеофрагмента, фотографии или анимации. Задания такого типа пока не применялись в ЕГЭ по химии, редко используются и в школьной практике. Однако они позволяют продемонстрировать возможности нетрадиционного использования электронных средств обучения в системе аттестации. Кроме того, они лежат в русле поиска способов проверки навыков учащихся в выполнении экспериментальных заданий и их анализа.

Целью третьего блока является привитие навыков синтеза знаний, использования нескольких элементов содержания, полученных в рамках различных тем, и соответствующих умений и навыков. В нем не рассматриваются задачи, сводящиеся к применению одного элемента содержания.

В обучающем режиме использования ЭИ предполагается, что знакомство с методикой решения таких задач будет осуществляться после успешной работы с блоком закрепления основных элементов содержания. Во-первых, осуществить синтез понятий лучше начинать после усвоения каждого по отдельности. Во-вторых, в заданиях блока по закреплению основных элементов содержания обращено внимание на те аспекты их формулировок, которые важны при решении задач и направлены на понимание смысла выполняемых действий. В-третьих, в предыдущем блоке отрабатываются технологические приемы, которые будут при работе с блоком решения задач использоваться в различных комбинациях.

Опишем вкратце, за счет чего в электронном издании может быть повышена эффективность традиционных методик обучения решению задач, и какие новые методы усвоения методов решения могут быть реализованы в электронном издании.

Разборы типовых задач. В настоящее время имеются полиграфические издания, цель которых обучить методике решения задач. Большинство из них содержит набор разобранных решений задач различного уровня сложности. Использование компьютерных технологий уже на этапе изложения такого поэтапного разбора должно привести к повышению эффективности этой процедуры.

Использование анимации, сопровождающей озвученный текст разбора, позволяет показать последовательность рассуждений, облегчить сопоставление текстовых фрагментов и соответствующих действий за счет мигающих или цветовых акцентов. Достижение такого же эффекта в полиграфической продукции потребовало бы демонстрации серии рисунков, цветной полиграфии, что существенно увеличило объем издания и удорожало бы полиграфическое пособие.

Эффективность такого рода электронных средств обучения показывает опыт использования записанных на видео разборов решения задач по физике квалифицированным педагогом (TeachPro. Решебник по физике, ММТ и ДО, Москва) и использование анимации при разборе задач по геометрии (1С: Репетитор. Математика ч.1, 1С, Москва).

Задачи с подсказками в виде постепенно открывающегося плана решения задачи. Этот тип задач является следующим этапом самостоятельного поэтапного движения учащегося от анализа условия к конечному результату. Он моделирует разбиение задачи на этапы преподавателем и сводит действия ученика при решении, скажем, трехходовой задачи к решению одного промежуточного этапа, подсказанного «компьютером» и самостоятельного выполнения оставшихся двух этапов в лучшем случае, либо решения трех одноходовых задач формулируемых «компьютером» на основе текста задачи в худшем случае. Ученик приучается к синтезу знаний, проводимого «компьютером», психологически сохраняя ощущение причастности к процессу решения.

Постепенно раскрывающееся решение реализовано, например, в электронном издании «Уроки физики. 10класс», КиМ, Москва. В ходе решения задачи ученик имеет возможность самостоятельно реализовать решение хотя бы одного этапа задачи, содержание которого будет сформулировано в виде наводящего вопроса.

Задачи с использованием интерактивных моделей. Визуальный ряд компьютерных моделей формируется на основе математического расчета. Фактически компьютер решает задачу, визуализируя результат своего решения. Если в модель заложены математические уравнения в пределах школьной программы, то полезной и занимательной процедурой может оказаться поэтапное решение задачи вместе с компьютером. Идеология обучения строится в этом случае на принципе «Проверь компьютер!». Поскольку любой счет на компьютере является приближенным, то ошибки у компьютера всегда найдутся. При этом параллельно школьнику прививается крайне необходимое при обучении химии качество: отличать реальный эксперимент, идеализированную модель процесса, описываемую простыми математическими функциями и компьютерную модель на основе этих функций.

Аналогов такого способа обучения методике решения задач в настоящее время не имеется.

Интерактивный тренажер по решению многоэтапной задачи. Ставит целью моделировать диалог учителя с учеником в ходе решения многоходовой задачи. В нем применяется анализ задачи, реализующий последовательное продвижение ученика от конечной цели к данным, приведенным в условии. На каждом этапе ученику предоставляется возможность перейти к самостоятельному решению. В зависимости от уровня подготовки на данный момент ученик может сразу предъявить самостоятельное решение задачи, либо пройти все решение по подсказкам, получив в конце решения рекомендации, какого типа пробелы в знаниях проявились у него наиболее заметно.

Предлагаемые блоки ОЭИ учитель сможет использовать на различных этапах учебного процесса. Это позволит

Использование компьютерных моделей, анимаций, видеофрагментов может помочь разнообразить процесс обучения и с помощью новых компьютерных технологий формировать интерес учащихся к химии.

Источник