ВВЕДЕНИЕ
Важнейшей задачей современного образовательного процесса, когда стремительно растет количество знаний, подлежащих усвоению, их углубление и усложнение, является формирование системного подхода к осмыслению явлений природного мира. В связи с этим особую важность приобретает систематизация предметного содержания и соответствующая организация познавательной деятельности студента (учащегося) по его усвоению.
В познавательной деятельности особая роль принадлежит дисциплинам химико-экологической направленности. «Химия» и «Экология» являются взаимосвязанными дисциплинами, причем «химия» как фундаментальная дисциплина занимает центральное положение среди наук о природе и направлена на решение насущных проблем человечества. В этих условиях многосторонняя роль знаний по химии в процессе обучения, способы деятельности студента (ученика), т.е. компетенция, а также развитие экологической культуры, способствуют формированию научной картины мира, повышению качества знаний, а что самое главное, сообщает им системность.
Системный подход - это главное методологическое направление современной науки, которое определяется установкой рассматривать предмет как систему и предполагает соответствующую логику исследовательской программы (познавательных процедур). Главным принципом здесь является изучение любого объекта в его целостности, во взаимодействии с другими объектами [1].
Данный подход был успешно использован в обучении химическим дисциплинам в ВУЗе (Зайцев О.С., Решетова З.А., Томилин О.Б., Сергеева Т.А., Кузьмина М.Г.) и при обучении в школе (Бессонова И.А., Зорина Л.Я., Тыльдсепп А.А.), а также при формировании спецкурсов химико-экологического профиля Мулдагалиевой И.Х. [2-11].
Отсутствие в сознании студентов (учащихся) целостного представления об изучаемом предмете, взаимосвязи между элементами знаний, а также недостаточная методическая разработка проблемы формирования системных знаний по химико - экологическому профилю обусловили актуальность работы.
Теоретическую основу составили работы методистов и педагогов высшей школы - Зайцева О.С., Бессоновой И.А., Тыльдсепп А.А., Сорокина В.В. и других.
Практическая значимость работы заключается в том, что предложенные приемы и система заданий для самостоятельной работы студентов (учащихся), содержащие как экологическую, так и химическую компоненту, способствуют формированию системных знаний.
Научная новизна
) Рекомендация к внедрению в учебный процесс организационной формы СРС с применением праксиметрического метода, когда анализ результатов базируется на владении навыками письменной речи в форме «Подготовки и защита химического сочинения» с пятистороннем описанием веществ (блоки - «свойства», «строение», «термодинамика», «кинетика», «экология»), участвующих в химических реакциях, имеющих экологическую значимость. Этот подход рекомендуется для промежуточного контроля знаний, который способствует закреплению ранее пройденных химических дисциплин и приобретения новых знаний в области экологии.
) Рекомендация к внедрению в учебный процесс организационной формы СРС «Подготовка и защита экологического сочинения» с описанием химического производства, раскрытого через эколого-природоохранные понятия. Это задание рекомендуется при проведении семинарского занятия или деловой игры, направленных на расширение кругозора студентов, на показ взаимосвязи химического производства и экологии.
) Самостоятельная внеаудиторная работа
школьников, направленная на показ взаимосвязи органической химии и окружающей
среды. Рекомендуется в качестве приема, способствующего внедрению экологической
компоненты в образовательный процесс. Данное задание способствует закреплению
знаний по органической химии, их систематизации и расширению кругозора
школьников.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
.1 Представления о сущности
системности знаний и становлении понятия «система»
Знания как система - это знания двух видов: исходные информативные, т.е. заложенные в содержание учебного предмета, и итоговые, т.е. знания учащихся, студентов после изучения учебного материала. Первые называются системой научных знаний, вторые - системой знаний обучаемых. Такое разграничение вводится, чтобы подчеркнуть, что система знаний учащихся и студентов не является прямым отражением системы научных знаний, представленной в содержании учебной дисциплины (учебного предмета), а может сформироваться только в процессе их активной деятельности. Если элементы знаний усваиваются вне зависимости друг от друга, то знания не будут системными [12].
Прежде чем рассмотреть понятие системности знаний, необходимо разграничить понятия систематичности, системности и систематизации. Ведь эти слова, хотя и имеют связь, и являются производными от одного и того же слова «система», но они характеризуют разные аспекты знаний обучаемых.
Системность - это неотъемлемое свойство теоретических знаний, которое придает им целостность. Нередко системность и систематичность отождествляются между собой. Однако это разные качества знаний. Систематичность знаний предполагает усвоение учеником, студентом понятий и разделов в их логической связи и преемственности. Систематичность знаний характеризует наличие в сознании учащегося, студента содержательно-логических связей между отрезками учебного материала, их связную последовательность. Эти связи реализуются, прежде всего, через выявление в учебном материале логико-генетических, причинно - следственных и формально-логических зависимостей.
Содержательно-логические связи обеспечивают логику развертывания текста. Они связывают между собой отдельные отрезки изучаемого материала.
Наличие только одних систематических знаний не обеспечивает их системности, а, следовательно, и целостности усвоения материала [13].
Системность характеризует наличие в сознании школьника, студента структурно-функциональных связей между разнородными элементами системы научных знаний. Речь идет о понимании взаимосвязей между химическими фактами, понятиями, законами и теориями, отражающими объективную связь между веществами и химическими процессами [13-14].
Системные знания характеризуются следующими показателями:
подвижностью, переносом приобретенных знаний в новые условия;
доказательностью, обоснованностью связей между отдельными знаниями при изложении материала учащимся, студентом;
возможностью применять приобретенные знания в практической деятельности.
Исходя из этого, овладение системными знаниями позволяет им понимать сущность явлений, объяснять их, прогнозировать наиболее вероятные последствия этих явлений.
От понятий систематичности и системности нужно отличать понятие систематизации - деятельности по приведению в систему совокупности знаний или способов деятельности по определенному принципу - основанию. Систематизация знаний опирается на различные мыслительные операции, прежде всего, на анализ, синтез и классификацию [14-17].
В советской дидактике системность рассматривается как одно из качеств знаний студентов, причем существует два широких подхода к определению этого понятия. Первый из них (Зорина Л.Я., Лернер И.Я., Кулибаба И.И., Красновский Э.А., Коган Т.Л. и др.) базируется на точном определении системности знаний учащихся, студентов как качества усвоения ими содержания обучения, после чего вводится дидактический принцип системности, на основе которого разрабатываются содержание, методы и организационные формы обучения. Второй подход (Загвязинский В.И., Шепетов А.С., Эрдниев П.М. и др.) исходит из общего принципа системности, на основании которого вводится дидактический принцип системности. Системность знаний рассматривается как дидактическое требование к обучению и его результатам [14, 15].
Одни дидакты, в первую очередь Зорина Л.Я., рассматривают системность знаний учащихся в узком смысле, другие (Шапоринский С.А., Шепетов А.С.) - в широком смысле. Под системными знаниями в узком смысле понимают лишь такие знания, структура которых адекватна структуре научной теории. Системность в широком смысле рассматривается как свойство объективных целостных систем и отражение его в сознании обучаемых. Для естественно - научного направления под системными знаниями необходимо понимать такие знания, структура которых адекватна структуре науки.
В литературе по методике обучения химии (Кузнецова Н.Е., Зуева М.В., Цветков Л.А. и др.) системность знаний обучаемых характеризуется наличием связей разного уровня (как содержательно-логических, так и структурно - функциональных) между элементами знаний [18, 19].
Понятие системы имеет длительную историю и своими корнями уходит в античную философию. Системные исследования в процессе их интенсивного развития во второй половине XX века убедительно демонстрировали свою междисциплинарную природу. Традиционное разделение науки на классические и научные дисциплины не удовлетворяет потребности современного научного познания. Сложные системы любого вида - социальные, химические, экологические, биологические и др. - не поддаются адекватному описанию в рамках одной традиционной научной дисциплины. Например, задача предотвращения «экологической катастрофы» требует решения большого числа проблем, над которыми работают не только экологи, но и биологи, медики, философы, психологи, геологи, экономисты, политики и многие другие. Для успешного решения проблемы развития человечества представителям наук необходим единый язык. Таким единым языком стало понятие «системы». Только междисциплинарный подход, с самого начала ориентированный на системную связанность подлежащих решению проблем, в состоянии привести к успеху.
Различные и чрезвычайно многообразные определения понятия «система» обстоятельно проанализированы Садовским В.Н. Автор значительное внимание уделял анализу понятия «система» в рамках общей теории систем, выявил принципиальные трудности определения понятия «система».
Садовский В.Н. исследовал проблемы общей теории систем и системного порядка. Эти работы велись по следующим направлениям:
. Общая характеристика системных исследований, анализ сущности системного подхода.
. Разработка статуса и путей построения общей теории систем. Анализ логико - методических оснований в общей теории систем как метатеории системных исследований. Исследование парадоксального системного мышления.
. Исследование истории развития системных идей, критический анализ ряда современных системных концепций.
. Методологический анализ определенных классов систем, в частности разработка логико - методологических оснований исследования науки как системы [20].
Данной проблеме посвящены также исследования
Блауберга И.В. [21].
1.2 Основные направления теории и
практики формирования системных знаний по химии в литературе
В литературе по методике преподавания химии представлены работы методистов, посвященные методам формирования системных знаний по химии, где фундаментальная учебная дисциплина рассматривается как система в общих чертах повторяющая систему самой науки. Курс химии строится на базе переноса системы и структуры изучаемой науки на систему и структуру преподаваемой дисциплины.
По Тыльдсепп А.А. для формирования системных знаний необходимо построение учебного материала и организация процесса обучения на основе принципа компактности и преемственности обучения химии. Согласно этому принципу все связи при изложении взаимосвязанных между собой структурных элементов учебного материала должны быть как можно короче (требование минимального суммарного временного интервала), а изложение каждого последующего структурного элемента непосредственно вытекать из предыдущего (требование непосредственной опоры на предыдущий материал) [22].
Закономерные зависимости между усвоением системных знаний и построением учебного процесса составляют основу для выдвижения принципа компактности и преемственности обучения химии как общего руководящего положения, на которое следует ориентироваться при построении учебного материала. В этой связи все вещества и химические процессы следует отбирать таким образом, чтобы с помощью одного и того же вещества или одной и той же химической реакции можно было объяснить большое количество излагаемого материала. Такой отбор учебного материала никогда не приведет к перегрузке учащихся и студентов фактическим материалом, а наоборот, будет содействовать уменьшению его объема и концентрации.
Ввиду целостности процесса обучения химии формирование системных знаний должно охватывать всю учебную работу по химии, начиная с изучения нового материала, проведения химического эксперимента и кончая повторением, обобщением и проверкой знаний. Причем формирование системных знаний на основе принципа компактности и преемственности сообщает химическому эксперименту, наряду с классическим, новую функцию - функцию связывания отдельных структурных элементов в единое целое.
По Тыльдсепп А.А. усвоение связей в учебном материале зависит от способности обучаемых образовывать реальные словесные ассоциации. В этой связи целостная методика формирования системных знаний на основе принципа компактности и преемственности компенсирует отсутствие или недостаточность этой способности, приводя к усвоению системных знаний всеми студентами (учащимися) [22].
В работе Бессоновой И.А. по формированию системных знаний по химии опора делается на выделение инварианта, т.е. ядра химической науки. В таком качестве выступает понятия о веществе и химической реакции. В связи с этим представляется важным установить, какие компоненты (элементы) понятий «вещество» и «химическая реакция» должны войти в систему научных химических знаний, как они должны связаться между собой.
По Бессоновой И.А. в качестве системного объекта используется понятие о веществе. Это обусловлено следующим:
. На основе системного понятия «вещество» четко прослеживается ведущая идея курса химии - идея о зависимости свойств вещества от состава и строения;
. Системное понятие «вещество» позволяет представить содержание изучаемых основ неорганической и органической химии как единую, непрерывно развивающуюся систему химических знаний;
. На основе системного понятия «вещество» можно показать иерархию химических знаний, в соответствии с которой знания учащимися закономерностей химических реакций являются более высоким уровнем химических знаний по сравнению с их знанием о составе, строении, свойствах участвующих в реакции веществ.
Определяющим моментом при выборе методических путей формирования системных знаний является структурирование содержания так, что логика систематизации материала должна соответствовать переходу от изучения зависимости свойств веществ от состава и строения к изучению процесса превращения веществ. Таким образом, свойства химического соединения являются связующим звеном для перехода от понятия «вещество» к понятию «химическая реакция» - более высокому уровню химических знаний. Познание системного объекта - структурированного содержания - происходит путем раскрытия его структуры, т.е. осознания учащимися элементов системы и существующих между ними внутрисистемных связей [12].
Основной дидактической единицей содержания образования является научная теория. Научная теория - совокупность знаний, объединенных в системе на основе некоторых общих положений. Она состоит из следующих разнородных элементов: понятий, основных положений, или основных законов и следствий. Между этими элементами теории существуют разные связи.
Каждая теория характеризуется сравнительно небольшим количеством независимых друг от друга понятий.
Второй элемент теории - основные положения или законы, которые тоже являются независимыми друг от друга. Законы формулируются в терминах основных понятий.
Третий элемент теории - следствия, которые зависят от основных законов и внутри которых существует свое подчинение. Для получения следствий, кроме основных законов, часто приходится привлекать дополнительные знания.