Методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий (стр. 2 )

Таблица 3 – Примерное планирование региональных особенностей промышленных предприятий по курсу «Общая химия»

Название темы	Региональный компонент
1 Атомно-молекулярное учение. Основные химические понятия. Основные законы химии. Химические формулы, химические реакции	АО «Казцинк», АО «УМЗ», АО «ТМК». Применение основных законов химии в технологических процессах промышленных предприятий. Химические реакции, лежащие в основе производства металлов
2 Классы неорганических соединений. Комплексные соединения	Химический состав полезных ископаемых, добываемых на территории Восточного Казахстана. Классификация минералов по химическому составу. Реакции комплексообразования, лежащие в основе химизма технологических процессов, например, таких как загустение, гелеобразование, изменение окраски при термической обработке сырья и т. д.

Вариативная модульная программа с использованием региональных особенностей промышленных предприятий представляет собой нормативный, методический документ, раскрывающий региональное химическое окружение для достижения запланированных целей обучения; имеющая те же компоненты, что и любая программа, как: объяснительная записка, основное содержание блока-модуля и требования к знаниям, навыкам, умениям студентов. Обучающая ценность программы состоит в том, что усвоение материала опирается на жизненный опыт обучающихся, на осмысление, проявление познавательной активности и самостоятельности студентов, самооценку учебной деятельности самими обучающимися, способствует формированию профессиональной компетентности, становлению профессионального специалиста-технолога перерабатывающих производств.

В структуре содержания вариативных модульных программ отражаются взаимосвязи, характеризующие программы как систему во всех ее проявлениях: программа состоит из блоков, блоки представлены блоками ІІ порядка, в свою очередь состоящих из отдельных учебных элементов. При этом сначала выделяются стержневые линии (блоки содержания), затем отбор содержания для каждой линии (рисунок 2).

М1, М2 – вариативные модульные программы; №1, №2 – блоки программы;

М1.1, М2.1. – подблоки; УЭ – учебные элементы

Рисунок 2 – Структура вариативной модульной программы

Тематическое планирование содержания блоков помогает реально увидеть содержательную линию, способствует четкому структурированию и наглядности содержания подблоков.

Например, тематический блок «Металлы» наглядно показывает содержание подблоков, развитие понятий «металлы», «разнообразие металлов и их соединений в природе», «распространение в природе», «значение и применение металлов», «микро - и макроэлементы», «биологическая функция металлов», «химическая безопасность продукции» от темы к теме (рисунок 3).

Рисунок 3 – Тематическое содержание блоков

Проанализировав действующие программы названной специальности, мы пришли к выводу, что разработанные вариативные модульные программы связаны как с общеобразовательными, базовыми, так и профилирующими дисциплинами. Реализация данных программ при изучении химии будет способствовать изучению следующих общеобразовательных, базовых и профилирующих дисциплин, как экология, физика, аналитическая, органическая, физическая, коллоидная и биологическая химия, обработка и хранение сельскохозяйственной продукции растениеводства и животноводства, теоретические основы технологии перерабатывающих производств, технохимический контроль перерабатывающих производств, теплотехника, общая технология перерабатывающих производств (рисунок 4).

Рисунок 4 – Схема взаимодействия вариативных модульных

программ с базовыми и профилирующими дисциплинами

На основе предложенной схемы можно более подробно показать межпредметные связи модульных программ с профилирующими дисциплинами: как основы количественного и качественного анализа продукции перерабатывающих производств, органическая, физическая и коллоидная, биологическая химия, физика, теплотехника. Знание общей химии формирует основы знаний, умений, навыков профилирующих дисциплин, таких как «Обработка и хранение сельскохозяйственной продукции (растениеводства и животноводства)», «Теоретические основы технологии перерабатывающих производств, «Общая технология перерабатывающих производств», «Технохимический контроль перерабатывающих производств».

В качестве примера рассмотрим схему связи тем вариативной программы с курсом «Обработка и хранение сельскохозяйственной продукции (растениеводства и животноводства)» (рисунок 5).

При изучении химических свойств элементов и их соединений необходимо обратить внимание, что некоторые соединения, такие как диоксид серы (SO2), сернистая кислота (H2SO3), соли сернистой кислоты (NaHSO3, КHSO3), хлорид натрия (NaCl), применяются в качестве консервантов для хранения пищевого сырья и готовых продуктов, а оксид титана (TiO2), серебро (Ag) и золото (Au) используются как красители в производстве продуктов питания. При этом надо отметить, что образ действия консервантов (полезный или пагубный) зависит от их концентрации и продукта, для которого они применяются. Так, например, сернистый газ (SO2) разрушает витамин В1, и его применение для стабилизации ряда продуктов нежелательно. Также должно учитываться его воздействие на организм человека, обусловленное допустимой суточной дозой. В результате будущий специалист-технолог перерабатывающих производств знакомится с еще одной сферой применения ранее изученных элементов и их соединений. Важно отметить, что большинство названных соединений и элементов являются частью продукции цветной металлургии Восточного Казахстана. Полученные знания студенты могут использовать в изучении тем курса «Технохимический контроль перерабатывающих производств» при определении качества продукции, в частности, для установления химической безопасности состава технологического оборудования и готовых продуктов питания.

Рисунок 5 – Определение взаимосвязи курсов и модульной программ

Следующая область модели – раздел профессиональной компетентности, реализует принцип профессиональной компетентности или профессиональной направленности специалистов-технологов перерабатывающих производств. Главная дидактическая функция курса химии при подготовке технологов перерабатывающих производств – формирование специальных знаний, умений и навыков посредством учебной дисциплины химия.

Специальная компетентность. при изучении химии – овладение, собственно, профессиональной деятельностью на достаточно высоком уровне, способность проектировать свое дальнейшее профессиональное развитие. Проецируя специальную компетенцию на профиль технологов перерабатывающих производств, определим ее как овладение знаниями, умениями и навыками в области общей, аналитической, органической, физической и коллоидной, биологической химии. Это знание свойств химических элементов и их соединений, входящих в состав сырья для перерабатывающих производств, умение готовить растворы для проведения анализов, расчет термодинамических параметров, норм расходов сырья, умение применять свои знания при определении качества готовой продукции, химической, экологической безопасности продуктов перерабатывающих производств, техники безопасности при работе с химическими веществами.

Социальная компетентность – владение умениями вести профессиональную совместную деятельность, сотрудничать, а также принятыми в данной профессии приемами профессионального общения; это социальная ответственность за результаты своего труда. Все перечисленные качества специалиста-технолога перерабатывающих производств закладываются в процессе обучения, и предмет химия вносит существенный вклад, так как данные качества формируются в ходе коллективной деятельности, таких как лабораторные работы, производственные практики, выполнение исследовательских проектов и т. д.

Личностная компетентность – владение способами личностного самовыражения и саморазвития, средствами противостояния профессиональным деформациям личности.

Индивидуальная компетентность – владение способами самореализации и развития индивидуальности в рамках профессии, готовность к профессионально-личностному росту, самоорганизации и самореабилитации. Собирая материал для исследования и выполняя его (материалы с местных производств), студент получает наибольшее удовлетворение, осознает, что данный теоретический материал не является для него нечто отвлеченным или слишком абстрактным, например, при выполнении проекта на тему «Качество минеральных солей (хлорида натрия), используемого в производстве хлебобулочных изделий
г. Усть-Каменогорска».

Диагностико-результативный раздел реализует функцию достижения целей обучения, в проверке эффективности разработанной методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий. Целесообразность применения предлагаемой методики для подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств характеризуется относительным изменением результатов обучения за определенный промежуток времени.

Для проверки эффективности применения предложенной методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий нами были использованы следующие виды контроля: текущий, промежуточный и итоговый.

В ходе изучения тем с использованием региональных особенностей промышленных предприятий мы проводили текущий контроль, который заключался в контроле знаний, умений, навыков в виде проверки конспектов лекций, лабораторных работ, выполнении мини-контрольных работ, тестовых заданий. После прохождения определенного учебного блока, например «Металлические элементы», проводился рубежный контроль в форме контрольной работы или тестового задания, который оценивался в процентах учебных достижений. По итогам текущего и рубежного контроля определялась успеваемость в процентах, которая в среднем составляет 30% учебных достижений по одной аттестации. Итого за семестр студент должен набрать 60%, а на итоговом контроле (экзамене) − 40%, всего 100% учебных достижений. Если студент набирает от 90–100%, получает оценку А (отлично), 75–89% – оценку В (хорошо), 55–74% – оценку С (удовлетворительно).

С целью определения проблемы методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий обоснованности ее применения в учебно-познавательном процессе на начальном этапе педагогического эксперимента с помощью анкет нами были изучены показатели мотивационного критерия, среднее значение которого составило 28,7%.

Прежде чем приступить к обучающему эксперименту, нами были выявлены остаточный уровень знаний по химии и знания о региональных особенностях промышленных предприятий, установленный по итогам ежегодного тестирования. Уровень остаточных знаний и сформированности знаний составляет 61,75%. Следовательно, уровень оказался невысоким (согласно кредитной системе обучения 61,75% – это оценка С – удовлетворительно) (таблица 4).

Сравнение средних баллов показало, что стартовый уровень знаний по химии и о региональных особенностях промышленных предприятий в контрольных и экспериментальных группах одинаков. Это позволило приступить к обучающему эксперименту.

Таблица 4 – Экспериментальные данные результатов тестирования студентов по проверке остаточных и региональных знаний по химии в 2003–2008 гг.

В процентах

Средний балл, технология перерабатывающих производств	Год проведения
экспериментальной группы	контрольной группы
63	64	2003–2004
60	61	2004–2005
62	60	2005–2006
60	59	2006–2007
64	62	2007–2008

Использование региональных особенностей промышленных предприятий, отраженных при изучении тем: «Общие свойства металлических элементов» «Биогенные элементы, перерабатываемые в Восточном Казахстане», «Общие свойства биогенных металлических элементов» и др. для мотивации учения, повышения качества знаний и формирования жизненной активности, профессиональной компетентности, началось на лекциях с учетом направленности подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств. Дальнейшее закрепление, углубление, проводилось только для студентов экспериментальных групп на практических и лабораторных занятиях по темам: «Общие свойства металлических элементов», «Биогенные элементы, перерабатываемые в Восточном Казахстане», «Общие свойства биогенных металлических элементов», «Общие способы получения металлов» в виде заданий для СРС и СРСП на тему «Биогенные металлы. Цинк, кадмий, ртуть». Для установления уровней усвоения химических знаний, знаний о региональных особенностях промышленных предприятий нами были проведены контрольные срезы с использованием тестовых заданий, разработанных после изучения таких тем, как «Общие свойства металлических элементов», «Общие свойства биогенных металлических элементов», «Общие способы получения металлов». Тестирование как экспериментальных, так и контрольных групп проводилось на СРСП, в начале, после лекционных, практических и лабораторных занятий по темам, предусмотренным программами.

Путем подсчета правильных ответов определены коэффициенты усвоения знаний химико-экологического и химико-технологического аспектов социально-экономического развития региона и химических знаний в целом (таблица 5, рисунок 6).

Таблица 5 – Результаты проверки усвоения содержания вариативных модульных программ

Уровни	Число заданий	Общее число правильных ответов	Коэффициент усвоения
экспер.	контр.
1 Уровень усвоения фактического учебного материала:	6	5
– вариативная модульная программа 1	0,88	0,66
– вариативная модульная программа 2	0,83	0,63
2 Уровень поиска, самостоятельных суждений:	2	5
– вариативная модульная программа 1	0,80	0,60
– вариативная модульная программа 2	0,80	0,61
3 Уровень продуктивной деятельности:	2	4
– модульная программа 1	0,81	0,62
– модульная программа 2	0,75	0,60
Итого	10	15	0,81	0,62

Рисунок 6 – Гистограмма показывающая результаты проверки

усвоения содержания модульных программ

По коэффициенту усвоения знаний принято судить о завершенности обучения, в данном случае об использовании региональных особенностей промышленных предприятий в процессе обучения. Согласно шкале, предложенной
, при Кусв.≥0,7 процесс обучения можно считать завершенным, так как в последующей деятельности студент способен совершенствовать свои знания в процессе самообучения. Полученные данные по уровням усвоения знаний свидетельствуют, что в экспериментальных группах Кусв.=0,81 что больше 0,7, а в контрольных группах Кусв.=0,62 что меньше, чем 0,7. Это позволяет говорить о том, что использование регионального компонента в экспериментальных группах позволило достигнуть поставленной цели. Студенты усвоили химико-экологические и химико-технологические аспекты социально-экономического развития региона, и произошло повышение познавательного интереса.

После изучения содержания вариативных модульных программ в виде лекций, семинарских СРС и СПСП по темам «Общие свойства металлических элементов», «Общие свойства биогенных металлических элементов», «Общие способы получения металлов», была проведена контрольная работа, которая содержала задания, выявляющие уровень усвоения и качество знаний, вопросы, требующие анализа, оценки высказывания ценностного отношения к природе, действительности. Задания составлены с таким расчетом, чтобы можно было судить о полноте, глубине, осознанности знаний, совершенствование которых происходит за счет использования вариативных программ в условиях кредитной системы по сравнению с традиционным учебным процессом. Обобщенные данные приведены в таблице 6 и отражены на рисунке 7.

Таблица 6 – Обобщенные данные по определению качества знаний студентов (итоговая контрольная работа)

В процентах

Номер контрольной работы	Качество знаний	Число правильных ответов
в контрольных группах	в экспериментальных группах
1	Полнота	61,8	88,1
2	Глубина	67,5	93,8
3	Оперативность	52,8	64,3
4	Обобщенность и конкретность	59,2	89,3
5	Осознанность	47	82,7

Как видно из гистограммы (рисунок 7), качество знаний в экспериментальных группах по всем параметрам выше, чем в контрольных. Студенты экспериментальных групп показали более глубокие знания и осознанно применяли их для решения предложенных задач.