Методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий (стр. 1 )

УДК 378.4.016.02:54 (574) На правах рукописи

Методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих

производств в процессе обучения химии с использованием

региональных особенностей промышленных предприятий

13.00.02 – Теория и методика обучения и воспитания (химия)

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата педагогических наук

Республика Казахстан

Алматы, 2008

Работа выполнена в Восточно-Казахстанском государственном университете имени С. Аманжолова

Научный руководитель доктор химических наук

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук

,

кандидат педагогических наук

Ведущая организация Жетысуский государственный

университет им. И. Жансугурова

Защита состоится _24 ноября 2008 года в_14-00_ часов на заседании диссертационного совета Д 14.08.05 по защите диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук при Казахском национальном педагогическом университете имени Абая ( 6, ауд. 413)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казахского национального педагогического университета имени Абая ( 0)

Автореферат разослан 24 октября_ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Сегодня высшее образование в Казахстане как одно из главных национальных приоритетов, определенных Президентом страны в Стратегии «Казахстан – 2030», выполняет ответственную миссию. Обучение в современной высшей школе – это новая развивающаяся форма организации учебной деятельности студента в учебном процессе.

Большой вклад в развитие современной концепции высшей школы внесли ученые-педагоги, методисты: , , .

Новые социально-экономические условия выдвигают требования совершенствования и химического образования. Отличительной особенностью этих требований является непрерывное совершенствование химического образования и интенсификация учебного процесса, результатом которых должна явиться подготовка кадров, обладающих фундаментальными знаниями, большой профессиональной компетентностью, высокой гуманитарной культурой и информированностью, мобильно адаптирующихся к новым достижениям науки и техники.

Именно поэтому концепция химического образования подчеркивает не только необходимость обновления содержания, но и предполагает, что основной идеей усовершенствования будет совершенствование технологии преподавания. В условиях внедрения кредитной системы обучения в высшей школе данный подход является особенно актуальным. Совершенствование химического образования и методики ее преподавания явились предметом исследования многих российских и казахстанских ученых, методистов, это: , , ,
, , и др.

Переход высшей школы на профессионально-ориентированную среду подготовки специалистов требует учебно-методического обеспечения по всем направлениям с учетом двух компонентов содержания образования – государственного и регионального. Сегодня многими признается, что региональный подход вузовского химического образования должен формироваться с учетом региональной специфики.

Отличительной особенностью этих требований является учет региональных особенностей промышленных предприятий в процессе обучения химии.

Совершенствование методики подготовки специалистов в процессе обучения химии c использованием региональных особенностей промышленных предприятий нашло отражение в исследованиях , , и др.

Многие научные разработки в области методики обучения продиктованы стремлением приблизить содержание химического образования к современному состоянию науки, соответствовать новым требованиям к будущему специалисту, предъявляемым рыночной экономикой.

Современные подходы к его повсеместному осуществлению, а также опыт преподавателей по методике подготовки специалистов в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий породили ряд противоречий:

– между объективной потребностью учета направленности вузовского химического образования и отсутствием теории и конкретной методической системы ее реализации с учетом специфики специальностей региональных вузов Казахстана;

– между разработанностью фундаментального государственного содержания вузовского курса химии для различных специальностей и недостаточной разработанностью его вариативной части, отражающей химические аспекты своеобразия региона и механизмов их реализации в Республике Казахстан;

– необходимостью разработки методики подготовки специалистов в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий и включения ее в учебный процесс, которая вызвана:

1) отсутствием вариативной составляющей учебно-методического комплекса регионального характера естественнонаучного и технических специальностей в процессе обучения химии;

2) необходимостью создания условий для углубления профессиональных интересов, компетентности и социализации выпускников вузов.

Указанные противоречия делают актуальной проблему исследования методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии, что и определило выбор темы исследования «Методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий»

Цель исследования: Подготовка специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий.

Объект исследования: процесс обучения химии в высшей школе.

Предмет исследования: методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий

Гипотеза исследования. Если разработать методику подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии, с использованием региональных особенностей промышленных предприятий, то сформируется достаточный уровень готовности будущего специалиста-технолога перерабатывающих производств к применению полученных знаний в профессиональной деятельности, так как использование региональных особенностей промышленных предприятий отражают химико-экологические, химико-технологические аспекты социально-экономической среды региона, что способствует более действенному изучению дисциплины химия.

Для достижения цели исследования и проверки гипотезы были поставлены следующие конкретные задачи:

– обосновать проблемы подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий;

– предложить структуру методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий

– разработать методику подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий;

– проверить эффективность предложенной методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии.

Методологической основой исследования послужили идеи гуманизации образования (Государственная программа развития образования РК до 2010 г., Закон об Образовании, Государственный образовательный стандарт высшего образования РК), теории деятельностного подхода к организации учебного процесса (, , ), профессионализации подготовки специалистов (, ,
, , и др.), концепция регионального химического образования (, , и др.) и системный подход в педагогическом исследовании.

Методы исследования. В работе использовались общенаучные методы анализа, такие как сравнение, социологическое анкетирование студентов, тестирование, теоретическое моделирование, изучение и анализ научно-методической и специальной литературы, проведение педагогического эксперимента, педагогическое наблюдение и экспертная оценка учебной литературы.

Этапы исследования:

I этап – 2002–2003 гг. Анализ научной и научно-методической литературы по проблемам исследования, выявление актуальности разработки методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий, формирование цели исследования, разработка гипотезы и поиск методов исследования.

II этап – 2003–2004 гг. Разработаны структура и методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий в соответствии с выбранными принципами. Выявлены условия проведения и организован обучающий эксперимент исследовательской работы.

III этап – 2004–2008 гг. На практике исследована эффективность разработанной методики, проведена корректировка методической базы, систематизированы и обобщены результаты опытно-педагогической работы, разработаны методические рекомендации.

Научная новизна состоит в том, что:

– в решении ведущей проблемы исследования методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий было выделено условие учета направленности подготовки специалистов;

– определено содержание химических понятий с использованием региональных особенностей промышленных предприятий на примере Восточного Казахстана;

– предложена структура методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий;

– разработана методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий;

– экспериментально подтверждена эффективность применения предложенной методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии.

Теоретическая значимость состоит в том, что определено содержание химических понятий с использованием региональных особенностей промышленных предприятий. Разработаны структура и методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий.

Практическая значимость исследования заключается в разработке вариативных модульных программ с использованием региональных особенностей промышленных предприятий, в подготовке дидактического материала для проведения лабораторных, семинарских и практических занятий, всевозможных видов контроля, в разработке УМК по химии для специальности «Технолог перерабатывающих производств» (составление программ обучения студентов – Sillabus, методических указаний по проведению лабораторных, практических семинарских занятий, заданий для СРС студентов, для СРСП).

Апробация результатов исследования. Основные результаты исследования обсуждались и докладывались на международных научно-практических конференциях: Международной научно-практической конференции МИМИТОН (г. Алматы, 2005 г.), «Валихановские чтения – 10» (г. Кокшетау, 2006 г.), «Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях» (г. Павлодар, 2006 г.), «Дни науки» (г. Днепропетровск, 2006 г.), «Роль вузов в подготовке специалистов для инновационной экономики. Интеграция образования, науки и производства» (г. Усть-Каменогорск, 2006 г.), «Казахстан и Россия: путь дружбы, диалог культур, интеграция образования и науки» (г. Кокшетау, 2006 г.), «Дни науки и образования» (г. Днепропетровск, 2007 г.), «Университетское образование» (г. Пенза, 2007 г.), Аманжоловские чтения, посвященные 55-летию ВКГУ им. С. Аманжолова (г. Усть-Каменогорск, 2007 г.), Проблемы совершенствования педагогического мастерства преподавателя вуза в условиях внедрения кредитной системы обучения
(г. Усть-Каменогорск, 2008 г.), «Валихановские чтения – 13» (г. Кокшетау, 2008 г.).

Также проведены лекции, семинары в ВКГУ им. С. Аманжолова, в областном институте усовершенствования учителей. Разработанные автором лекции с использованием региональных особенностей промышленных предприятий применялись в практике написания дипломной работы студента ВКГТУ
им. Д. Серикбаева.

По теме исследования опубликованы 22 работы, в которых раскрыты основные идеи диссертации. Статьи опубликованы в научно-методических журналах «Высшая школа Казахстана» № 2, 2006, «Поиск», № 1, № 4, 2006, «Ұлт тағылымы» № 4, 2005 г., № 1, 2006 «Вестник университета «Қайнар» № 2/2, 2008, в сборниках материалов международных научно-практических конференций.

На защиту выносятся следующие положения:

– обоснование проблем подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий;

– структура методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий;

– методика подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий;

– эффективность использования разработанной методики в учебном процессе.

Структура диссертации. Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, включает 14 рисунков, 18 таблиц. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка литературы, содержащего 187 наименований, приложений.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Известно, что многообразие и сложность современных знаний, условий труда обязывают высшую школу вносить значительные коррективы в процесс подготовки специалистов. Важнейшей частью этого процесса является реализация принципов целесообразности, связи обучения с жизнью, принципа региональной обусловленности. Основная дидактическая задача осуществления связи обучения с жизнью, c комплексом региональных промышленных предприятий состоит в формировании правильного воззрения на фундаментальную науку, науку о природе как результат обобщения человеческого опыта. Чтобы в сознании студента отразилась реально существующая взаимосвязь науки с жизнью, необходимо систематически ее выявлять, т. е. показывать на конкретных примерах, как из потребности жизни возникает наука и как ее достижения проверяются практикой.

Профессионально-ориентированная среда и использование региональных особенностей промышленных предприятий позволяют решать проблемы непрерывного химического образования. При изучении химии учет направленности подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств способствуют формированию более осознанных глубоких знаний по специальным дисциплинам.

Структурирование как метод педагогического исследования может помочь найти пути использования региональных особенностей промышленных предприятий. На основе исследований, посвященных проблеме методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств в процессе обучения химии с использованием региональных особенностей промышленных предприятий предлагается структура методики, обеспечивающая достаточно высокую общетеоретическую и практическую подготовку по химии, формирующую специальную, социальную и индивидуальную компетентность специалиста-технолога перерабатывающих производств.

Предложенная нами структура методики подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств состоит из следующих разделов: профессионально-ориентированной среды, раздела обучения, включающего региональный, теоретический, практический, творческий компоненты, профессиональной компетентности и результативно-оценочный (рисунок 1).

Раздел профессионально-ориентированной среды предлагаемой нами структуры основан на Государственном образовательном стандарте специальности «Технология перерабатывающих производств» и определяет траекторию учебно-познавательной, мыслительной, творческой деятельности студентов данной специальности за весь период обучения.

Также на основе этого стандарта разрабатываются типовой учебный план, типовая учебная программа, силлабус – учебная программа обучения студентов, учебно-методический комплекс.

Говоря о профессионально-ориентированной среде для специалистов-технологов перерабатывающих производств, необходимо иметь в виду важность наполнения ее специальным предметным профессионально-ориентированным содержанием, отвечающим требованиям подготовки в вузе данной специальности. Под понятием «профессионально-ориентированное содержание предмета химии» мы понимаем изучение основных понятий, законов, закономерностей и теорий дисциплины химия, практическое их применение с учетом направленности подготовки специалистов-технологов перерабатывающих производств. Например, изучая тему «Свойства неметаллических элементов», целесообразно изучать не все неметаллы, а те, которые входят в состав органических веществ, являющимися сырьем для переработки таких, как азот (N), углерод (C), кислород (O), водород (H), хлор (Cl), фтор (F), йод (J), фосфор (P), кремний (Si) и др.

Рисунок 1 – Структура методики подготовки специалистов-технологов

перерабатывающих производств в процессе обучения химии

В данном случае студент в процессе обучения будет вовлекаться в производственные, экологические, экономические проблемы, преподаватель может организовать поиск решений реальных проблем путем создания различных ситуаций. Из всего вышесказанного следует, что профессионально-ориентированная среда будет способствовать более осознанному изучению теоретических основ химии, развитию профессионально-творческих способностей специалистов-технологов перерабатывающих производств, и это должно осуществляться на основе сфокусированных на учении взаимодействия теории и практики, сочетании индивидуальной и коллективной работы, учебы с игрой, наставничества и самообразования, где для организации учебно-познавательной деятельности используется теоретический материал, отражающий особенности региональных промышленных предприятий.

Следующий раздел предлагаемой нами структуры определяет процесс обучения, который включает четыре компонента: теоретический, практический, творческий и региональных особенностей промышленных предприятий. В совокупности названные компоненты реализуют содержательную и процессуальную стороны обучения.

Теоретический компонент реализует тот теоретический минимум знаний по химии, который необходим технологу перерабатывающих производств для изучения специальных дисциплин. Основные формы организации учебной деятельности для изучения теоретического материала – это лекции и семинары, СРС и СРСП. Кредитная система, профессионально-ориентированная среда обучения наряду с традиционными видами предусматривают нетрадиционные виды лекции, такие как проблемная лекция, лекция-беседа, лекция, лекции с использованием информационно-коммуникационных технологий – мультимедийные презентации.

Проиллюстрируем фрагмент технологической схемы лекции-беседы по теме «Общий обзор металлических элементов» (таблица 1).

Таблица 1 – Технологическая схема лекции беседы по теме «Общий обзор металлических элементов»

Этапы и содержание работы	Деятельность
преподавателя	студента
ІІІ этап Лекция	Оценив уровень знания студентов, систематизировать и углубить их знания о металлических элементах. Изучение биогенных элементов целесообразно на примере тех элементов, которые добываются и перерабатываются на территории Восточного Казахстана, такие как бериллий(Be) и магний(Mg), олово(Sn) и свинец (Pb), цинк (Zn), кадмий(Cd), ртуть (Hg)], медь (Cu),серебро (Ag), золото (Au), титан (Ti) и др., более подробно рассмотреть строение атома, физические и химические свойства, биологическую роль элементов, обязательно показать внутрипредметную и межпредметную связь изучаемой темы.	Активно участвовать в обсуждении основных положений лекции. На полях тетради отмечать неясные понятия, задавать по ним вопросы. Записывать в тетради, что нужно изучить самостоятельно. Отметить уравнения реакции, над которыми надо поработать дома. Более углубленно изучить свойства: цинка, магния, меди, железа, марганца, других элементов, являющимися микроэлементами в пищевых продуктах.

Практический компонент. Практические занятия – метод обучения, обеспечивающий связь теории и практики, содействующий выработке у студентов умений и навыков применения знаний, полученных на лекциях и в ходе самостоятельной работы. Данные занятия представляют собой, как правило, занятия по решению различных прикладных задач. К практическим занятиям относятся решения задач, все виды практик, лабораторные занятия. Например, будущие специалисты-технологи перерабатывающих производств учебную ознакомительную практику обычно проходят на Защитинском элеваторе, где знакомятся с производственным процессом хранения зерна. Студентам, идущим на практику, можно дать задание поискового характера: составить анализ конкретных ситуаций на тему «Химические соединения, используемые на элеваторе для определения качества зерна». Для определения плотности зерна используют следующие соли: натриевую селитру (нитрат натрия – NaNO3), поташ (карбонат калия – K2CO3), хлорид кальция (CaCl2), хлорид железа (FeCl3). Студенты знакомятся с образцами названных солей, изучают их физические и химические свойства, технику безопасности при работе с названными веществами, рассчитывают количество соли и воды для приготовления раствора, используемого для определения плотности зерна на элеваторе.

Для закрепления и углубления теоретического материала мы предлагаем задачи и упражнения, содержание которых полностью должны соответствовать направлению данной специальности, например вопросы для устного ответа:

1. Почему избыточное содержание цинка недопустимо в продуктах переработки зерновых культур?

2. Почему цинк, кадмий, ртуть относят к токсичным, тяжелым металлам?

3. Какая связь между распространенностью цинка, кадмия и ртути на территории Восточного Казахстана и содержанием их в продуктах переработки зерновых культур?

4. Перечислите методы определения содержания кадмия, ртути и цинка в пищевых продуктах?

При определении содержания цинка в хлебобулочных, макаронных, кондитерских изделиях используют метод комплексообразования.

Пример экспериментальной задачи.

Из имеющихся в лаборатории реактивов проделайте опыт получения тетрогидроксоцинката натрия (Na2 [Zn (OH)4]). Напишите уравнение реакции получения тетрагидроксоцинката натрия:

Zn(OH)2 + 2Na OH → Na2 [Zn (OH)4].

Примеры расчетных задач:

1. Расчитайте массу цинка, содержащегося в 400 г макаронных изделий, если известно, что на 100 г продукта приходится 1500 мкг цинка.

2. Рассчитайте массу магния в хлебе массой 650 г, если известно, что 100 г такого хлеба содержит 80 мг магния. Рассчитайте процентную концентрацию магния в хлебе.

Следующим компонентом в области обучения является творческий, включающий организацию творческой, научно-исследовательской и инновационной деятельности студентов. Основными формами творческой, научно-исследовательской деятельности студентов являются:

– в рамках учебного процесса: выполнение заданий исследовательского характера, лабораторно-практических работ, подготовка научных рефератов, докладов;

– во внеучебное время: работа в студенческих научных кружках, исследовательских бюро, студенческих научных обществах, экспериментальных площадках образовательных учреждений и т. д.

Творческую учебно-познавательную, научно-исследовательскую деятельность можно организовать в рамках СРС и СРСП с использованием региональных особенностей промышленных предприятий. Например, для студентов-технологов перерабатывающих производств при изучении раздела «Свойства элементов и их соединений» в курсе общей химии для организации творческой деятельности можно организовать проектно-поисковую работу на тему «Анализ качества хлебобулочных изделий, реализуемых на рынках г. Усть-Каменогорска», работу можно оформить в виде проекта, реферата или анализа конкретных ситуаций. Далее приводим фрагмент технологической схемы использования метода анализа конкретных ситуаций на СРСП по теме «Биогенные элементы» (таблица 2).

Таблица 2 – Технологическая схема организации самостоятельной работы студентов с использованием метода анализа конкретных ситуаций

Этапы и содержание работы	Деятельность
преподавателя	студента
І этап Подготовительный	Определить тему, цель и задачи кейса с использованием регионального компонента. Предлагаемая тема: «Магний и его соединения»	Ознакомиться с целью, задачами составления кейса, с методикой разработки кейса, тематикой и выбирает тему для составления кейса «Магний и его соединения».
ІІ этап Анализ заданий	Ознакомить с методическими указаниями по составлению кейса, помощь в выборе темы и литературы. Формирует группы для осуществления запланированной работы, технологических процессов.	Делятся на группы для выполнения кейса. Изучают проблемные вопросы, подбирают из списка, предложенного преподавателем, и найденную самостоятельно нужную литературу. Составляют план изучения и написания кейса «Магний и его соединения».

Компонент использования региональных особенностей промышленных предприятий реализует принцип региональной обусловленности, связь профессионально-ориентированной среды обучения с производственным, природным окружением, с проблемами охраны окружающей среды. Региональные особенности промышленных предприятий могут быть использованы как дополнительный материал на протяжении изучения всего курса общей химии и как самостоятельные вариативные модульные программы, реализующиеся в виде лекций, семинаров, практических работ, практик, СРС, СРСП. Данный компонент вытекает из того, что исходные предпосылки и результаты обучения химии неотделимы от непосредственного окружения человека и от его самого, как субъекта, образования и воспитания, например, выполнение проектной работы на тему «Экспертиза качества поваренной соли (ΝaCI), используемая на хлебозаводах
г. Усть-Каменогорск», проведение деловой игры «Производство цветных металлов ВКО», анализ конкретных ситуаций по теме « Биогенные элементы» Далее приводим фрагмент таблицы 3, показывающей планирование использования региональных особенностей промышленных предприятий в курсе общей химии.