канд. пед. наук, Тху Зау Мот университет, Вьетнам, г. Тху Зау Мот
ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ЗНАНИЯМИ И ПРОБЛЕМАМИ РЕАЛЬНОГО МИРА – 15 ПРАКТИЧЕСКИХ СИТУАЦИЙ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ХИМИИ ПО ТЕМЕ «АЗОТ И СЕРА»
АННОТАЦИЯ
В контексте реализации Общеобразовательной программы 2018 года, направленной на развитие качеств и компетенций учащихся, преподавание химии в практическом контексте рассматривается как одно из важных решений для преодоления отсутствия интереса у учащихся. В данной статье рассматривается разработка нескольких практических ситуаций преподавания химии по теме «Азот-сера» на уровне средней школы. Основные методы исследования включают теоретическое исследование, анализ учебных программ и синтез соответствующих исследований. На основе этого в статье предлагаются и систематизируются 15 учебных ситуаций, взятых из повседневной жизни, производства, окружающей среды, здравоохранения и спорта, для уточнения взаимосвязи между знаниями по химии и практикой. Результаты исследования показывают, что предложенная система ситуаций соответствует требованиям Общеобразовательной программы 2018 года во Вьетнаме, способствуя развитию у учащихся способности применять знания по химии на практике, навыков решения проблем и повышению интереса к обучению. Данное исследование служит основой для дальнейших экспериментальных исследований, направленных на оценку эффективности преподавания химии в практическом контексте в средних школах.
ABSTRACT
In the context of implementing the 2018 General Education Program, which aims to develop students' qualities and competencies, teaching chemistry in a practical context is considered one of the important solutions to overcome students' lack of interest. This article examines the development of several practical situations for teaching chemistry on the topic of "Nitrogen-Sulfur" at the secondary school level. The main research methods include theoretical research, curriculum analysis, and synthesis of relevant research. Based on this, the article proposes and systematizes 15 teaching situations taken from everyday life, production, the environment, health care, and sports to clarify the relationship between chemistry knowledge and practice. The results of the study show that the proposed system of situations meets the requirements of the 2018 General Education Program in Vietnam, contributing to the development of students' ability to apply chemistry knowledge in practice, problem-solving skills, and increased interest in learning. This study serves as a basis for further experimental research aimed at assessing the effectiveness of teaching chemistry in a practical context in secondary schools.
Ключевые слова: практическое обучение; химия; азот; сера; ситуации обучения.
Keywords: practical teaching; chemistry; nitrogen; sulfur; teaching situations.
1. Введение
В последние годы внедрение инновационных методов обучения, ориентированных на развитие качеств и компетенций учащихся, стало неотъемлемой частью общеобразовательной системы Вьетнама. Однако практика преподавания химии в средних школах показывает, что многие ученики по-прежнему не проявляют интереса к предмету, испытывают трудности с применением знаний в реальной жизни, что приводит к пассивному отношению к учебе и восприятию химии как непривлекательного, перегруженного теорией предмета.
Одна из ключевых причин такой ситуации заключается в том, что методы обучения неэффективно используют связь между знаниями по химии и явлениями и проблемами реального мира. Между тем, в программе общего образования 2018 года [2] подчеркивается необходимость увязывания содержания обучения с жизнью, производством, окружающей средой и общественным здравоохранением, рассматривая это как важнейший путь к формированию и развитию компетенций учащихся в области естественных наук.
Тема азота и серы в программе по химии для 11-го класса [5] имеет множество практических применений, таких как химические удобрения, консервирование продуктов питания, кислотные дожди, химическая безопасность, строительные материалы и здравоохранение. Эта тема обладает большим потенциалом для обучения на основе реальных жизненных ситуаций, помогая учащимся глубоко понять научную природу знаний и увидеть роль химии в повседневной жизни.
Исходя из вышеизложенных причин, данная статья посвящена разработке нескольких практических ситуаций преподавания химии по теме «Азот и сера», призванных помочь учителям в организации обучения, ориентированного на практическое применение, и развитии компетенций у учащихся старших классов.
2. Теоретическая и практическая основа
2.1. Теоретическая основа
Практическое обучение — это подход к организации учебной деятельности, при котором научные знания помещаются в контекст явлений, проблем или ситуаций, близких к реальной жизни, помогая учащимся понять смысл и ценность знаний на практике [1]. Согласно современным образовательным взглядам, обучение имеет истинный смысл только тогда, когда учащиеся способны применять свои знания для объяснения и решения жизненных проблем [4].
В преподавании химии реальные ситуации рассматриваются как важный способ связать теоретические знания с природными явлениями, производством и повседневной жизнью. Анализируя и решая эти ситуации, учащиеся не только закрепляют свои знания по химии, но и развивают такие компетенции, как применение знаний на практике, научное мышление и решение проблем.
В программе общего образования 2018 года четко определена цель развития компетенций в области естественных наук, с акцентом на способность применять знания на практике и объяснять явления, связанные с жизнью и окружающей средой. Поэтому разработка и использование реальных ситуаций в преподавании химии соответствует современным направлениям реформирования учебных программ и методов обучения.
2.2. Практическая основа
Многочисленные отечественные исследования показывают, что вьетнамские старшеклассники не проявляют интереса к химии. Улучшение учебных мероприятий, соответствующих реальным жизненным ситуациям, считается важным решением для повышения мотивации и интереса учащихся к обучению.
При преподавании темы «Азот и сера» преподаватели часто сталкиваются с трудностями в том, чтобы помочь учащимся визуализировать и применять знания к реальным проблемам, таким как: роль азота в удобрениях и консервировании продуктов питания, вредное воздействие оксидов серы на окружающую среду или применение сульфатных солей в повседневной жизни и медицине. Это показывает необходимость разработки системы конкретных, научно и педагогически обоснованных учебных ситуаций.
На основе анализа содержания учебных программ и педагогической практики в исследовании было разработано 15 реальных ситуаций, связанных с темой «Азот-сера», включая такие контексты, как: природный азот после грозы, консервация продуктов питания с использованием газообразного азота, кислотные дожди, кислотные ожоги, лечение переломов гипсом, использование MgSO4 для впитывания пота с рук во время занятий спортом и т. д. Эти ситуации не только точно отражают научную природу знаний по химии, но и близки к жизни учащихся, создавая благоприятные условия для организации обучения, ориентированного на развитие компетенций.
3. Методы исследования
Исследование проводилось в направлении теоретического исследования и разработки содержания в преподавании. Основные использованные методы включали обзор литературы, анализ учебной программы и учебников по химии для старших классов, а также аналитико-синтетический метод. На основе изучения руководящих документов Министерства образования и профессиональной подготовки, Общеобразовательной программы по химии 2018 года [3], материалов для подготовки учителей и исследовательских работ, связанных с преподаванием химии в контексте практического применения, был проведен анализ содержания темы «Азот-Сера» с целью выявления единиц знаний, способных формировать ситуации из реальной жизни. Далее в исследовании были разработаны и систематизированы 15 учебных ситуаций, охватывающих такие области, как жизнь, окружающая среда, здоровье, производство и спорт, обеспечивающие научную обоснованность, педагогическую состоятельность и осуществимость в обучении. На основе созданной системы ситуаций исследование далее анализирует и обобщает педагогическую роль этих ситуаций в поддержке организации преподавания и изучения химии, ориентированной на практическое применение и развитие компетенций учащихся старших классов.
4. Результаты и обсуждение
На основе анализа содержания школьной программы по химии и практико-ориентированного подхода к обучению в соответствии с Общеобразовательной программой Вьетнама 2018 года, в данной работе разработаны и систематизированы учебные ситуации, связанные с темами азота и серы. Ситуации выбраны из числа известных явлений и проблем повседневной жизни, производства, окружающей среды и здравоохранения, с целью дать учащимся возможность применять свои знания по химии для объяснения и решения практических задач. В таблице 1 представлено краткое описание предложенных учебных ситуаций, наглядно демонстрирующее контекст реального мира, соответствующее содержание по химии, возможные виды учебной деятельности, а также компетенции и качества, которые развиваются у учащихся в каждой ситуации.
Таблица 1.
Практические ситуации в преподавании темы «Азот-сера»
|
№ |
Практическая ситуация |
Соответствующие знания урока |
Организация учебно-воспитательной деятельности |
Развиваются навыки и качества. |
|
|
Во многих регионах фермеры склонны вносить большое количество азотных удобрений, чтобы ускорить рост растений; однако это делает растения более восприимчивыми к полеганию, вредителям и болезням, а также приводит к уплотнению почвы. |
- Свойства и роль азота (N) в растениях - Азотные удобрения: NH4NO3, (NH4)2SO4, мочевина - Круговорот азота в природе - Влияние избытка азота на почву и окружающую среду
|
- Учитель задал наводящий на размышления вопрос: «Почему растения нездоровы, даже если их удобрять большим количеством азотных удобрений?» - Студенты обсуждают в группах, используя свои знания по химии для объяснения. - В заключение подчеркнем важность рационального и устойчивого использования удобрений. |
Применение знаний, решение проблем и экологическая осведомленность. |
|
|
В некоторых сельских районах колодезная вода имеет неприятный запах тухлых яиц. |
- Сероводород (H2S): физические и химические свойства - Природные источники H2S - Токсичность H2S для человека |
- Учитель описывает ситуацию и просит учеников объяснить источник запаха. - Учащиеся связывают свои знания о сере и ее соединениях с другими понятиями. - Учащиеся обсуждают методы очистки колодезной воды, загрязненной сероводородом (H2S). |
Объяснение явлений и способов защиты здоровья. |
|
|
Кислотные дожди наносят ущерб урожаю и историческим местам. |
- Реакция образования азотной кислоты из NO2 и реакция образования серной кислоты из SO2 - Вредные последствия кислотных дождей |
- Учащиеся анализируют схему реакции образования кислотных дождей. - Учащиеся связывают это с ситуацией с загрязнением воздуха в крупных городах Вьетнама. - Обсудите решения по сокращению выбросов NOx |
Экологическая осведомленность, социальная ответственность. |
|
|
Загрязнение от сжигания угля |
- Содержание серы в угле - Процесс образования SO2 при сгорании топлива - Влияние SO2 на здоровье и окружающую среду
|
- Учитель предоставляет данные или изображения о загрязнении окружающей среды, вызванном угольными электростанциями. - Учащиеся объясняют происходящее, основываясь на химических реакциях. - Обсудите решения по очистке выхлопных газов (абсорбция SO2). |
Применение знаний и системного мышления. |
|
|
Очистка дымовых газов от оксидов азота (NOx |
- Токсичность NOx - Реакции абсорбции и нейтрализации - Роль химии в охране окружающей среды
|
- Проанализировать схему очистки промышленных выхлопных газов. - Учащиеся объясняют процесс, используя химические реакции. - Подчеркните роль инженеров-химиков и химических технологий. |
Научная компетентность, карьерная ориентация |
|
|
Продукты, богатые белком, быстро портятся. |
Азот в структуре белка В процессе расщепления белка образуется NH3, амин. - Основные свойства и характерный запах аммиака
|
- Учащиеся наблюдают или анализируют явление порчи продуктов питания. - Используйте свои знания об азоте, чтобы объяснить механизм образования запаха. - Обсудите методы безопасного консервирования продуктов питания. |
Объяснение явления, безопасность пищевых продуктов. |
|
|
Неприятный запах в животноводческих помещениях |
- Газы NH3 и H2S - Источники из органических отходов - Свойства и воздействие на здоровье |
- Проанализируйте состав газов, вызывающих неприятный запах. - Свяжите это с методами очистки отходов животноводства (биогазовые установки). |
Экологическое образование, устойчивое развитие |
|
|
Коррозия металлов в сернистой среде |
- Реакции SO2 и H2S с металлами - Химическая и электрохимическая коррозия - Меры по предотвращению коррозии
|
- Учащиеся объясняют механизм коррозии на основе химических реакций. - Применение средств защиты металлов в промышленности. |
Научное мышление, применение материалов. |
|
|
Эвтрофикация прудов и озер из-за сточных вод. |
- Соединения азота (NO₃⁻, NH₄⁺) - Эвтрофикация - Воздействие на экосистему
|
- Учащиеся анализируют круговорот азота в воде. - Обсудите роль очистки сточных вод и охраны окружающей среды. |
Экологическая осведомленность, ответственность перед обществом |
|
|
Природный азот образуется после грозы. |
- Азот (N2) в атмосфере - Электрический разряд во время гроз - Реакции, приводящие к образованию NO, NO2 и HNO3 - Роль азота в росте растений |
- Учитель задал вопрос: «Почему гроза помогает растениям лучше расти?» - Учащиеся анализируют последовательность химических реакций, происходящих в атмосфере. - Свяжите это с круговоротом азота и ролью естественных осадков в пополнении запасов азота в почве. |
Междисциплинарное мышление, объясняющее природные явления. |
|
|
Консервация продуктов питания с использованием газообразного азота. |
- Инертность газообразного азота - Роль кислорода в реакциях окисления - Влияние окисления на качество пищевых продуктов
|
- Учащиеся изучают образцы пищевой упаковки, заполненной азотом (N2). - Проанализируйте, почему не следует использовать кислород или воздух. - Обсудите роль химии в технологиях консервации пищевых продуктов. |
Применение знаний в реальной жизни. |
|
|
Холодный компресс для облегчения боли |
- Реакция растворения NH₄NO₃ или мочевины является эндотермической. - Концепция эндотермических реакций - Роль азота в соединениях аммония
|
- Учитель объясняет устройство пакета с холодным компрессом. - Учащиеся объясняют механизм охлаждения на основе химических реакций. - Применение в оказании первой помощи при травмах |
Понимание природы реакции и ее медицинского применения. |
|
|
Ожоги кислотой в повседневной жизни |
- Коррозионные свойства сильных кислот - Свойства серной и азотной кислот - Принципы оказания первой помощи при ожогах кислотой
|
- Учитель описывает ситуацию, связанную с ожогами кислотой. - Учащиеся объясняют причины ожогов с химической точки зрения. - Обсудите меры химической безопасности. |
Химическая безопасность, личная ответственность |
|
|
Процесс иммобилизации сломанной кости с помощью гипсовой повязки. |
- Химический состав гипса (CaSO4.½H2O) - Реакция затвердевания с образованием CaSO4.2H2O - Роль серы в сульфатных соединениях |
- Учащиеся анализируют химическую реакцию при смешивании гипса с водой. - Обсудите взаимосвязь между свойствами материалов и их применением в медицине. - Обсудите применение серы в строительных материалах и медицине. |
Применение знаний и их связь с медициной. |
|
|
В таких видах спорта, как альпинизм, гимнастика и тяжелая атлетика, спортсмены часто используют белый порошок, чтобы высушить руки, увеличить трение и предотвратить скольжение при захвате оборудования. |
- Гигроскопические свойства сульфата магния (MgSO4). - Формы существования сульфатных солей: безводная и гидратированная. - Роль серы в сульфатных соединениях.
|
- Учитель описывает ситуацию и задает вопрос: Почему MgSO4 делает руки суше? - Учащиеся применяют свои знания о структуре и свойствах солей для объяснения изучаемого явления. - Обсудите безопасное и надлежащее использование гигроскопических веществ в повседневной жизни. |
Применение знаний на практике, проявление ответственности и поддержание осведомленности о технике безопасности при работе с химическими веществами.
|
Результаты, представленные в таблице 1, показывают, что разработка практических ситуаций преподавания химии по теме «Азот и сера» соответствует современным направлениям инноваций в общем образовании. Пятнадцать разработанных ситуаций не только полностью охватывают основное содержание знаний по теме «Азот и сера», но и наглядно демонстрируют тесную связь между химическими знаниями и различными аспектами жизни, производства, окружающей среды и здоровья.
Во-первых, с точки зрения содержания, ситуации всесторонне исследовали формы существования и роли азота и серы в природе и их применении. В отношении азота ситуации были сосредоточены на атмосферном газообразном азоте, распространенных неорганических соединениях (NH3, NH4⁺, NO3⁻, NOx ) и его роли в биогеохимических циклах, сельском хозяйстве и консервировании продуктов питания. В то же время сера была исследована на примере типичных соединений, таких как H2S, SO2, H2SO4 и сульфатных солей, связанных с экологическими, материальными и медицинскими проблемами. Такое распределение помогает учащимся избежать фрагментарного подхода к знаниям и вместо этого осознать системный характер и практическое применение химии.
Во-вторых, с практической точки зрения, большинство ситуаций связаны с явлениями, близкими к жизни вьетнамских учащихся, такими как: рост деревьев после грозы, неприятный запах в животноводческих помещениях, порча продуктов питания, кислотные дожди в промышленных районах или использование гипса в медицине. Эти контексты помогают учащимся легко мобилизовать личный опыт, тем самым формируя потребность в понимании химической природы явлений. Это важный фактор, способствующий повышению интереса к обучению и преодолению ситуации, когда учащиеся изучают химию пассивно и поверхностно.
В-третьих, с точки зрения развития компетенций, учебные ситуации разработаны в соответствии с требованиями Общеобразовательной программы Вьетнама 2018 года, особенно в части применения знаний по химии в практических ситуациях. Анализируя и решая эти ситуации, учащиеся развивают навыки объяснения природных явлений, и решения проблем, научное мышление. Кроме того, многие ситуации способствуют формированию и развитию таких качеств, как экологическая ответственность, осведомленность о химической безопасности и гражданская активность.
Кроме того, представленные ситуации наглядно демонстрируют междисциплинарную интеграцию, в частности, между химией и биологией, географией, технологией и экологическим образованием. Например, ситуации, связанные с эвтрофикацией прудов и озер из-за азотных соединений или кислотных дождей, требуют от учащихся не только применения своих химических знаний, но и их связи с экологией и охраной окружающей среды. Это соответствует тенденции интегрированного преподавания и обучения для устойчивого развития в контексте современного образования.
Еще один важный момент — это возможность организации учебного процесса. Предложенные ситуации разработаны гибко и могут быть реализованы в различных формах, таких как групповые дискуссии, разбор конкретных случаев, мелкомасштабное проектное обучение или интеграция в теоретические лекции. Это позволяет преподавателям легко применять их в различных условиях, даже в школах с ограниченным экспериментальным оборудованием.
Из приведенного выше анализа можно сделать вывод, что предложенная система из 15 учебных ситуаций отвечает требованиям с точки зрения науки, педагогики и практики. Применение этих ситуаций в преподавании химии потенциально может привести к позитивным изменениям в понимании и интересе учащихся к обучению, а также способствовать повышению эффективности преподавания в соответствии с развитием компетенций.
5. Заключение
Данное исследование было посвящено разработке и систематизации нескольких реальных ситуаций преподавания темы «Азот-сера» в школьной химии на основе анализа учебной программы, учебников и практических педагогических подходов Общеобразовательной программы 2018 года. Результаты исследования показывают, что выбор и разработка 15 ситуаций, заимствованных из повседневной жизни, окружающей среды, здравоохранения, производства и спорта, соответствуют содержанию темы, обеспечивая при этом научную и педагогическую обоснованность.
Созданная система ситуаций помогает прояснить взаимосвязь между знаниями в области химии и явлениями и проблемами реального мира, позволяя учителям организовывать активные учебные мероприятия и направляя учащихся к применению своих знаний для объяснения и решения проблем. Благодаря этим ситуациям формируются и развиваются такие ключевые компетенции, как применение химических знаний на практике, научное мышление, решение проблем, а также такие качества, как ответственность, экологическая осведомленность и безопасное использование химических веществ.
Однако исследование пока достигло лишь стадии предложения и теоретического анализа системы учебных ситуаций. В будущем необходимы дальнейшие экспериментальные исследования для проверки целесообразности и эффективности использования реальных жизненных ситуаций в преподавании химии, а также для расширения исследований на другие темы школьной программы по химии.
Список литературы:
- Ляпина О.А., Жукова Н.В., Панькина В.В., Алямкина Е.А., Сухарева Ю.М. Реализация экологического подхода в обучении химии // Современные проблемы науки и образования. – 2019. – №. 4.
- Министерство образования и профессиональной подготовки (2018). Общая программа общего образования (Издано вместе с циркуляром № 32/2018/TT-BGDĐT от 26 декабря 2018 года министра образования и профессиональной подготовки).
- Министерство образования и профессиональной подготовки (2018). Общеобразовательная программа – предмет «Химия».(Издано вместе с циркуляром № 32/2018/TT-BGDĐT от 26 декабря 2018 года министра образования и профессиональной подготовки)
- Фан Донг Чау Тхуи, Фам Ле Тхань. Использование интегрированных упражнений в преподавании химии для развития навыков решения проблем у учащихся 10-го класса средней школы // Журнал науки Педагогического университета Хошимина. – 2016. – № 4(82). – С. 78-85.
- Чан Тхань Хюэ, Ву Куок Чунг, Нгуен Тьен Конг, Нгуен Нгок Ха, Дуонг Ба Ву. Химия 11 класс Canh Dieu. – Ханой: Педагогический университет, 2023. – 140 c.