О некоторых результатах педагогического эксперимента по

О некоторых результатах педагогического эксперимента по обучению химии учащихся –
«экономистов»
С. В. Каширина
Изучение влияния разработанной методической системы на качество химической
подготовки проводилось на материале органической химии в 10 классах
общеобразовательных школ и на 1 курсе образовательных учреждений среднего
профессионального образования. Выбор курса органической химии обусловлен тем, что
его инвариантное ядро содержания одинаково для образовательных учреждений среднего
(полного) общего и среднего профессионального образования. Это обеспечивает
возможность объективного сравнения полученных результатов.
Для выявления исходного уровня в начале учебного года было проведено
тестирование по курсу химии основной школы. Анализ результатов тестирования
учащихся позволил рассчитать коэффициент усвоения по методике А.В. Усовой [Error!
Reference source not found.]:
Число правильных ответов
К усв оения 
Общее число вопросов
Было установлено, что коэффициент усвоения курса основной школы для
учащихся 10 класса равен 0,70, а для студентов 1 курса — 0,66. Эти величины попадают в
интервал (0,65; 0,80), следовательно, уровень усвоения изученного материала можно
считать достаточным для дальнейшего обучения.
В ходе педагогического эксперимента отслеживались следующие параметры.
1. Уровень общей информированности
Уровень общей информированности определялся по методике Г.Ф. Карповой и
Е.А. Михайлычева [Error! Reference source not found.]:
n
I общ. 
x
i 1
n
i
f
i 1
fi
, где
i
Iобщ. — общая информированность учащихся;
xi — значение вариаций (набор ответов в баллах);
fi — частоты (число учащихся, дающих ответы в данном варианте).
Общая информированность предполагает умение учащихся применять знания по
химии на занятиях по экономике, и наоборот, т.е. осуществлять перенос знаний из одной
области в другую. Например, контрольный срез по теме «Природные источники
углеводородов» включал вопрос «Перечислите природные источники углеводородов.
Какое значение и применение находят в современном экономическом производстве
попутные и природные газы?». Ответы учащихся разделяются на две группы:
1) перечисление природных источников углеводородов, т.е. ответ только на первую
часть вопроса;
2) полный ответ, в котором дается экономическая характеристика применения и
значения природного газа.
Приведем пример полного ответа, сохранив особенности ученического текста.
«Применение природного газа основано на том, что он состоит из метана на 98 – 99 %.
Основной путь применения природного газа как:
1. Топлива, так как теплотворная способность газа самая высокая: древесина – 19
кДж; уголь – 35 кДж; нефть – 44 кДж; -газ – 50 кДж. Также газ легко транспортируется на
дальние расстояния с минимальными затратами (трубопровод). Сгорает без отходов.
Сжигание газа легко регулировать. Используется в промышленных печах, котельных
установках, стекловаренных, доменных, мартеновских печах. Природный газ – удобное,
дешевое и высококалорийное топливо.
2. Ценное экономически выгодное сырье для органического синтеза, богатый
источник углеводородов. На основе переработки метана можно получить ряд продуктов:
ацетилен, водород, углерод, метанол, производные метана, синтез-газ, альдегиды, алканы
и др. Новый путь получения метанола горением метана на 20 % экономичнее старого из
синтез-газа.
3. Попутные нефтяные газы – это тоже ценное сырье, источник углеводородов для
химической промышленности».
Для определения уровня общей информированности учащимся в тест включались
два вопроса, для ответа на которые необходимо было использовать знания, полученные на
уроках химии и экономики. Оценка выполнения таких заданий проводилась по
следующей шкале:
не использовали знания экономики — 0;
использовали знания экономики при ответе на один вопрос — 1;
использовали знания экономики при ответе на два вопроса — 2.
Уровни информированности десятиклассников и первокурсников по темам курса
органической химии представлены в таблице 21.
Таблица 1. Уровни общей информированности (Iобщ)
Тема
Образовательное учреждение
Iобщ.
Природные
источники Гагинский с/х техникум
0,68
углеводородов
Нижегородский техн.колледж
0,74
Школа № 62
0,67
Гимназия № 185
0,58
Кислородсодержащие
Гагинский с/х техникум
0,71
органические соединения Нижегородский техн.колледж
0,77
Школа № 62
0,69
Гимназия № 185
0,70
Азотсодержащие
Гагинский с/х техникум
0,74
органические соединения Нижегородский техн.колледж
0,80
Школа № 62
0,71
Гимназия № 185
0,73
Высокомолекулярные
Гагинский с/х техникум
0,79
соединения
Нижегородский техн.колледж
0,83
Школа № 62
0,77
Гимназия № 185
0,82
Более наглядно динамика изменения общей информированности школьников и
студентов показана на диаграмме 1.
Диаграмма 1. Динамика изменения общей информированности школьников и
студентов в ходе педагогического эксперимента
100
80
71
74
77
81
62,5
70
72
80
60
40
20
0
ССУЗ
тема 1
10-е классы
тема 2
тема 3
тема 4
2. Коэффициент усвоения учебного материала
Коэффициент усвоения учебного материала определялся по результатам
контрольных мероприятий в конце изучения каждой темы. Для сравнения в таблицу 22
включен коэффициент усвоения содержания обучения химии в основной школе,
определенный для этих классов и групп в начале учебного года.
Таблица 2. Значения коэффициентов усвоения
содержания обучения химии
Коэффициент усвоения
Тема
школьники
студенты
Основная школа
0,70
0,66
Природные источники углеводородов
0,73
0,71
Кислородсодержащие органические
соединения
0,75
0,77
Азотсодержащие органические
соединения
0,81
0,78
Высокомолекулярные соединения
0,80
0,81
В более наглядной форме динамика изменения коэффициента усвоения показана на
диаграмме 2.
Диаграмма 2. Динамика изменения коэффициента усвоения
содержания обучения химии у студентов (ССУЗ) и
у школьников (10-е классы)
100
80
66 71
77 78 81
75
70 73
81 80
60
40
20
0
ССУЗ
Осн.шк.
тема 1
10-е классы
тема 2
тема 3
тема 4
3. Полнота усвоения содержания понятий, используемых в химии и экономике
Для определения полноты усвоения содержания понятий, общих для химии и
экономики, использовался поэлементный анализ письменных контрольных работ.
Коэффициент усвоения содержания понятий проводился по формуле А. В. Усовой:
n
K
l
i 1
i
, где
l n
li — число существенных признаков понятия, усвоенных i-тым учащимся;
l — общее число признаков понятия;
n — число учащихся.
Полнота усвоения содержания понятий, общих для химии и экономики,
определялась только в классах экономического профиля образовательных учреждений
среднего общего образования.
В таблице использованы следующие сокращения:
ПП — правильный полный ответ;
ПН — правильный неполный ответ;
НП — неправильный ответ;
НО — нет ответа.
Таблица 3. Значения коэффициентов полноты усвоения
содержания понятий, общих для химии и экономики
Число ответов в %
Тема
К
ПП
ПН
НП
НО
Природные источники углеводородов
6
23
65
5
0,44
Кислородсодержащие органические
соединения
9
54
30
7
0.40
Азотсодержащие органические
соединения
70
26
4
0
0,80
Высокомолекулярные соединения
62
35
2
1
0,75
Те же данные представлены на диаграмме 3.
Диаграмма 3. Изменение коэффициентов полноты усвоения
содержания понятий, общих для химии и экономики
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
80
44
тема 1
75
40
тема 2
тема 3
тема 4
Несмотря на некоторую неравномерность в изменении коэффициентов полноты
усвоения содержания понятий, общих для химии и экономики, явно прослеживается
увеличение коэффициента в конце учебного года по сравнению с его началом.
Итак, изменения уровня общей информированности, коэффициента усвоения
учебного материала и полноты усвоения содержания понятий являются свидетельством
эффективности предлагаемого подхода к обучению химии на базовом уровне в
профильных классах. Оценить эффективность новой методики по сравнению с
существующими можно разными способами. Так, В. М. Полонский предлагает
использовать следующую формулу:
А В
Э( у ) 
100%
В
, где
Э(у) — эффективность работы по уровню усвоения,
А — число правильных ответов после обучения по новой методике,
В — число правильных ответов после обучения по традиционной методике [Error!
Reference source not found., с. 132].
Использование формулы В. М. Полонского в нашем исследовании оказалось
невозможным, так как она требует большого объема экспериментальных данных,
полученных в классах с обучением по новой и традиционной методике.
Достаточно точно оценивает эффективность новой методики формула А. В. Усовой
для вычисления коэффициента успешности:
К ПВО1
, где
К усп. 
К ПВО2
КПВО1 — коэффициент полноты выполнения операций в начале эксперимента;
КПВО2 — коэффициент полноты выполнения операций в конце эксперимента.
Коэффициент полноты выполнения операций вычисляется по формуле:
n
K
m
i 1
i
, где
mn
mi — число операций, выполненных i-тым учащимся;
m — общее число операций;
n — число учащихся.
Рассчитанное нами значение коэффициента успешности равно 1,26, что в
соответствии с методикой А. В. Усовой говорит об эффективности предлагаемой новой
методики.
3.3.2. Изменения в отношении учащихся к изучению химии
Изменения в мотивационной сфере учащихся изучались с использованием
методики О. С. Гребенюк [Error! Reference source not found.]. Автор выделяет четыре
уровня мотивации учебно-трудовой деятельности учащихся.
Первый (низкий) уровень характеризуется малочисленностью положительных
мотивов учения и труда. Познавательные интересы аморфны, ситуативны и
кратковременны, проявляются к знаниям лишь эмпирического, прикладного характера.
Практически ко всем сторонам содержания образования и профессий учащиеся относятся
равнодушно, не сознают важности общего и профессионального образования, свои
жизненные планы не связывают с общим образованием и будущей профессией, не
испытывают потребности и желания овладевать знаниями, приемами учения,
предпочитают несложные виды деятельности.
На втором уровне развития мотивации учащиеся понимают значение изучаемых
основ наук, проявляют интерес к учебному предмету, особенно когда учитель
устанавливает связь рассматриваемого вопроса с их будущей профессией, практической
деятельностью. Учащихся в основном привлекает интересный, простой материал,
несложные задания, с помощью которых они могли бы получить положительные отметки.
Третий уровень развития мотивации характеризуется высокой сформированностью
у учащихся всех компонентов мотивации. Они четко выделяют учебные предметы,
которые кажутся им наиболее важными и интересными. На интересующих их уроках они
активны, самостоятельны, могут с помощью учителя ставить цели предстоящей
деятельности, сознательно стремятся овладевать знаниями и умениями, работают
организованно, собранно и столько, сколько нужно.
Четвертый (высший) уровень развития мотивации отличается глубоким осознанием
необходимости получения среднего образования наряду с профессией, сформировавшейся
познавательной потребностью, долгом и другими мотивами учения. Учащиеся обладают
общей целеустремленностью и упорством в овладении любимыми предметами, высоким
развитием всех компонентов и признаков мотивации.
Для определения уровня мотивации учащимся были розданы карточки размером
11х4 (рисунок 2).
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
41
2
6
10
14
18
22
26
30
34
38
42
3
7
11
15
19
23
27
31
35
39
43
4
8
12
16
20
24
28
32
36
40
44
Рисунок 1. Карточки для определения уровня мотивации
к изучению того или иного учебного предмета
Затем учащимся было предложено ответить на 44 вопроса, разделенных на 6 групп.
I. Что побуждает Вас учить химию?
1. Боюсь получить низкую оценку.
2. Стремлюсь получить хорошую оценку.
3. Интерес к отдельным урокам.
4. Потому что химия интересный предмет.
5. Учу, потому что этого требуют учителя.
6. Чтобы не отстать от товарищей.
7. Потому, что знания по химии необходимы для моей профессии.
8. Считаю своим долгом учить все предметы, в том числе и химию.
II. Как Вы объясняете свое отношение к работе на уроке химии?
9. Активно работаю редко, когда чувствую, что должны спросить.
10. Активно работаю, когда понимаю материал, когда учитель не дает
отвлекаться.
11. Активно работаю потому, что химия очень нужный мне предмет.
12. Нравится изучать химию, потому что это интересный предмет, хотя не
все разделы мне нравятся.
III. Как Вы объясните свое отношение к изучению химии?
13. Если бы было можно, Вы часто бы пропускали уроки по химии?
14. Считаете ли Вы, что знания только отдельных вопросов по химии
пригодятся Вам для будущей профессии, а остальное можно не учить?
15. Считаете ли Вы, что изучение химии важно Вам для общего развития?
16. Считаете ли Вы, что изучаете химию глубоко, испытываете потребность,
желание знать как можно больше?
IV. Какая работа на уроке Вам больше всего нравиться?
17. Слушать рассказ учителя.
18. Слушать выступления своих товарищей.
19. Самому анализировать, рассуждать по поводу поставленных вопросов,
заданий.
20. Стремитесь ли самостоятельно найти путь решения, доказать свое
предположение, сделать выводы?
V. Какое значение имеет изучение химии для овладения вами профессией?
21. Никакого.
22. Изучая химию, легче понимаешь предметы, связанные с будущей
профессией.
23. Знание химии помогает овладеть практическими умениями.
24. Знание химии помогает стать специалистом широкого профиля.
VI. Теперь о другом.
25. Часто ли у Вас бывает на уроках химии такое состояние, когда ничего не
хочется делать?
26. Если материал урока не интересен, добросовестно ли Вы его изучаете?
27. Если в начале урока Вы были активны, заинтересованы работой, то
часто ли сохраняется Ваша активность до конца урока?
28. Часто ли, столкнувшись с трудностью при изучении теории, решении
задач, Вы доводите до конца начатое дело?
29. Считаете ли Вы, что наиболее трудные или неинтересные теоретические
вопросы химии можно было бы не изучать?
30. Считаете ли Вы, что в жизни Вам пригодится знание только отдельных
разделов курса химии?
31. Считаете ли Вы, что для хорошего знания химии Вы стремитесь глубоко
изучать теорию?
32. Считаете ли Вы, что для будущей Вашей деятельности необходимы
глубокие знания всего курса химии?
33. Бывает ли так, что у Вас не хватает умений, а Вы не хотите им
научиться?
34. Считаете ли Вы, что при выполнении заданий главное – это получить
результат, неважно какими способами?
35. При изучении химии стремитесь ли Вы научиться рациональным
способам выполнения заданий?
36. Часто ли при изучении нового материала Вы обращаетесь кроме
учебника к другим источникам: книгам, конспектам?
37. Часто ли Вам для того, чтобы втянуться в работу, нужно показывать
опыты, приводить интересные факты и т. п.?
38. Часто ли у Вас бывает так, что химию в школе (училище, техникуме и
т.п.) изучать приятно, а вот дома всякое желание пропадает?
39. Часто ли Вы продолжаете обсуждать вопросы, затронутые на уроке,
после его окончания: на перемене, дома, на следующий день?
40. Если Вы встречаетесь с выбором: пойти в кино, погулять или посвятить
время занятиям по химии, то часто ли Вы решаете в пользу химии?
41. Часто ли Вы пользуетесь возможностью списать домашнее задание у
товарищей?
42. Нравиться ли Вам решать типовые задачи, которые бы можно было
решать по образцу?
43. Любите ли Вы задания, которые требуют долгих размышлений и к
которым Вы не знаете, как подступиться?
44. Нравятся ли Вам такие задания, когда нужно выдвигать гипотезы,
обосновывать их теоретически и т.п.?
Для ответов респонденты использовали специальные коды:
05 – уверенно «да»;
04 – больше «да», чем «нет»;
03 – не уверен, не знаю;
02 – больше «нет», чем «да»;
01 – уверенно «нет».
Вопросы составлены и структурированы таким образом, что каждая строка
таблицы соответствует уровню развития мотивации: верхняя строка — первый (низший)
уровень, четвертая строка — высший уровень развития мотивации.
Обработка полученных материалов заключается в суммировании чисел по строкам.
Строка с наибольшей суммой соответствует уровню мотивации школьника или студента,
заполнившего карточку. Результаты, полученные нами в начале и в конце педагогического
эксперимента, представлены в таблице 24. Для сравнения в нее включены данные по
мотивации к изучению экономики — профильного предмета для этой группы
обучающихся.
Таблица 4. Распределение учащихся (в процентах) по уровням мотивации к
изучению химии и экономики
в начале и в конце эксперимента
Уровень мотивации
Химия
Экономика
учащихся
начало
конец
начало
конец
I (низкий)
53
7
II
38
75
III
9
15
IV
0
3
Для определения степени заинтересованности обучаемых на уроке был
использован коэффициент активности А:
k l m
A
 100% , где
n
k — число учащихся, вызванных учителем;
l — число учащихся, вызванных отвечать, задавших вопросы, сделавших
дополнения и использовавших знания из области экономики;
m — число учащихся, выразивших желание отвечать, но не вызванных учителем;
n — общее число учащихся.
Подсчет учащихся осуществлялся специальным наблюдателем на 10 уроках в
каждой экспериментальной группе. Результаты расчета коэффициента активности А
приведены в таблице 25 и на диаграмме 4.
Таблица 5. Значения коэффициента активности учащихся 10-х классов и студентов 1
курса в начале и в конце учебного года
Группа
А
обучающихся
школьники
студенты
начало
38,0
41,5
конец
65,0
64,5
Диаграмма 4. Динамика изменения коэффициента активности в ходе
педагогического эксперимента
70
60
50
40
начало
30
конец
20
10
0
школьники
студенты
Для изучения динамики интереса учащихся к изучаемому материалу наряду с
наблюдениями учителей-экспериментаторов использовалось анкетирование студентов и
школьников, по результатам которого вычислялся коэффициент интереса Ki, который
может принимать значения от -1 (полное отсутствие интереса) до +1 (наивысший
интерес):
A  (1)  B  (0)  C  (1)
Ki 
, где
N
А — число учащихся, назвавших изучение химии интересным;
В — число учащихся, индифферентно относящихся к изучению химии;
С — число учащихся, назвавших изучение химии неинтересным;
N — общее число учащихся.
Полученные результаты приведены в таблице 26 и на диаграмме 5.
Таблица 6. Значения коэффициента интереса учащихся 10-х классов и студентов 1
курса в начале и в конце учебного года
Группа
Ni
обучающихся
начало
конец
школьники
+0,12
+0,48
студенты
+0,21
+0,45
Диаграмма 5. Динамика изменения коэффициента интереса в ходе педагогического
эксперимента
50
40
30
начало
20
конец
10
0
школьники
студенты
В конце учебного года обучающимся, назвавшим изучение химии интересным,
было предложен вопрос «Почему повысился Ваш интерес к изучению предмета химии?».
Все респонденты ответили, что химию стало изучать интереснее потому, что поняли
необходимость химических знаний для экономистов. При этом:
 54 % учащихся обратили внимание на использование на уроках химии
экономических понятий;
 32 % учащихся отметили решение задач химико-экономического содержания
как решающий фактор повышения их интереса к изучению химии;
 14 % учащихся посчитали важным проведение деловых игр по химии с
использованием экономических знаний.
Сравним динамику параметров, характеризующих с разных сторон отношение
десятиклассников (диаграмма 6) и первокурсников (диаграмма 7) к изучению химии как к
непрофильному предмету, с динамикой общей информированности и полнотой усвоения
содержания обучения химии.
Диаграмма 6. Динамика отношения и качества химической
подготовки учащихся 10-х профильных классов
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Информированность
Полнота усвоения
Активность
Интерес
Начало
Конец
Диаграмма 7. Динамика отношения и качества химической
подготовки студентов 1 курса
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Информированность
Полнота усвоения
Активность
Интерес
Начало
Конец
Как видно из диаграмм, в результате педагогического эксперимента произошло
увеличение по всем изученным параметрам, независимо от типа образовательного
учреждения. Повышение интереса к изучению химии, вызванное включением в
содержание обучения вариативной оболочки, соответствующей профессионально
ориентированным интересам обучающихся, привело к закономерному росту активности
школьников и студентов на уроках химии. Увеличение интереса и активности на занятиях
стало причиной роста общей информированности обучающихся и более полного усвоения
содержания обучения химии.