Use of modern education technologies at “Philosophical Issues in Chemistry” lessons

В современной системе высшего образования все большее признание получает компетентностный подход. Он предполагает перенос основного внимания с качества содержания обучения и особенностей учебного процесса на качество результатов овладения основополагающими действиями, влияющими на формирование ключевых компетенций. Для того чтобы выпускник овладел определенными общекультурными и профессиональными компетенциями, необходимо, чтобы содержание и методика обучения соответствовали его возможностям, то есть содержание должно быть образным, доступным и наглядным, а в методике должны чаще применяться такие формы обучения, которые основаны на диалоговом режиме. Дисциплина «Философские проблемы химии» изучается, как правило, в магистратуре по направлению подготовки «Химия». Основная задача магистратуры – это подготовка профессионалов, способных к аналитической, консультативной, научно-исследовательской и научно-педагогической деятельности.

Одним из требований к результатам освоения программы магистерской подготовки является формирование способности участвовать в научных дискуссиях и представлять полученные в исследованиях результаты в виде отчетов и научных публикаций, а также способности определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их решения, брать на себя ответственность за результаты деятельности. Широкие возможности для этого предоставляют интерактивные методы обучения, которые, в отличие от активных, предполагают широкое взаимодействие не только преподавателя со студентами, но и студентов между собой [1, 2]. К интерактивным методам обучения относятся дидактические игры, в частности разного рода ролевые игры, которые обучают деловому общению, обеспечивают мыслительную активность участников игры, содействуют сплочению коллектива, создают условия для творчества [3, 4].

Организация ролевых игр органично и в некоторой степени выигрышно вписывается во введенную во многих вузах балльно-рейтинговую систему оценки знаний. Предлагаемая методика позволяет включать студентов в процесс оценивания работы участников игры. При этом не исключается момент субъективности, но оценивание становится более демократичным.

Игровые технологии обучения в вузе наиболее часто используются в преподавании гуманитарных дисциплин, например русского языка [5]. Использование ролевых игр в преподавании дисциплин естественнонаучного блока в высшей школе осуществляется крайне редко, что может быть связано как со стереотипностью мышления, так и с недостатком знаний и опыта в практической педагогике и психологии у начинающих преподавателей.

Таким образом, возникают определенные трудности при разработке методики проведения конкретных занятий. Во-первых, это выбор тематики игры. Здесь необходимо рассмотрение изучаемого материала, который доступен студентам с различным уровнем подготовки. Ролевые игры в данном контексте являются более универсальными, чем деловые. В последнем случае требуются глубокие знания по предмету. Студенты, не имеющие их, объективно исключаются из игрового процесса. Как следствие – потеря интереса к данному виду познавательной деятельности.

Во-вторых, при первичной разработке методического материала и организации процесса изучения темы от преподавателя требуется затратить достаточно большое количество времени и сил. Предлагаемый методический подход к проведению ролевых игр позволяет легко адаптировать конкретный материал для организации аналогичных занятий по разным дисциплинам.

РОЛЕВАЯ ИГРА

«Взаимосвязь химии с другими естественными науками и математикой:

проблема лидерства наук»

Вопросы для обсуждения

1. Основные направления взаимосвязи химии и физики; химии и биологии; химии и геологии; химии и математики.
2. Проблема лидерства наук.
3. Редукционистские тенденции и программы во взаимосвязях физики, химии и биологии.

Методика проведения

Предлагаемая методическая разработка предназначена для магистрантов, изучающих дисциплину «Философские проблемы химии», и рассчитана на девять человек.

Заблаговременно объявляется тема и дата проведения игры. Каждый из магистрантов самостоятельно подбирает материал и его изучает. В качестве основного источника для подготовки рекомендуется учебное пособие «История и философия химии» [6].

В день проведения каждому участнику раздаются номерные бейджи с указанием маршрута (номера столов и их последовательность) и роли (игрок или аналитик). На три стола раскладываются карточки, где впоследствии указывается номер участника и количество баллов.

Таким образом, за столом оказывается три участника (два игрока и аналитик). При этом каждый из участников дважды будет игроком, один раз аналитиком. Совместно участники обсуждают поставленный вопрос, и затем аналитик кратко докладывает результаты. После каждого тура участники выставляют друг другу баллы от 1 до 3, не повторяясь и не оценивая себя. Максимально можно получить 18 баллов. В конце занятия подводится итог и каждому слушателю выставляется суммарное количество баллов.

Согласно предлагаемой тематике игра состоит из трех туров. В первом туре за первым столом обсуждаются основные направления взаимосвязи химии с физикой, за вторым – химии с биологией, за третьим – химии с геологией.

Образцы карточек и бейджей

На втором этапе обсуждается проблема лидерства наук. Каждой группе предлагается составить схему взаимосвязи естественных наук и математики (в том числе информатики и кибернетики), используя которую необходимо определить лидера. Наиболее часто в системе естественных наук как лидера выделяют физику, что связано с внешне очевидным исключительным влиянием её идей, методов, знаний на развитие других наук. В связи с развитием компьютерной техники и систем искусственного интеллекта имеют место высказывания о переходе лидерства к информатике и кибернетике, т. е. информационным технологиям. Оценка перспектив развития химии, особенно во взаимодействии с биотехнологией, приводит к выводу, что в XXI в. наступит эра химической технологии. Дискуссия, как правило, приводит к выводу, что ни по одному из содержательных критериев ни одну из естественных наук – физику, химию, биологию и геологию – в настоящее время нельзя назвать лидером. Все науки с точки зрения фундаментальности и лидерства являются скорее науками, имеющими преимущественно координационные, а не субординационные связи. Для обоснованности этого утверждения достаточно решения проблемы несводимости физики к химии, биологии к физике и химии, геологии к физике и химии и т. п.

Третий тур посвящен обсуждению редукционистских тенденций и программ во взаимосвязях физики, химии, биологии и геологии. Перед началом обсуждения преподаватель делает вступление и отмечает, что редукция – это общенаучный метод познания сложного через простое, целого через части, системы через её элементы. Данный метод чрезвычайно распространен и эффективен во всех сферах научного знания, и особенно в естествознании. Термином «редукционизм» называются позиции, когда возможности метода редукции преувеличиваются до возможностей познания всех свойств целого через изучение свойств частей. Проблемы сведения химии к физике активизировались дважды: в XVII–XIX вв. в связи с успехами классической механики и в XX в. в связи с успехами квантовой механики; проблемы сведения биологии к физико-химическим наукам активизировались трижды: в XVII–XVIII вв. в связи с успехами классической механики, в XVIII–XIX вв. в связи с успехами химических исследований в области физиологии растений и животных, в XX в. в связи с успехами физико-химических исследований субклеточных молекулярных процессов, особенно структуры и функций специфических биополимеров – РНК, ДНК, энзимов.

В настоящее время продолжает происходить накопление знаний на основе системного подхода, философско-методологических исследований, конкретизирующих специфику геологической формы движения материи, это позволяет достаточно детально выявлять возможности химических, физических и математических методов при исследовании геосистем различного уровня пространственно-временной сложности. Следует особо отметить, что рассмотрение проблемы в пограничной предметной области физико-химических наук с геологией (в области минералогии и кристаллографии) полезно тем, что здесь мы можем раскрывать явления синтеза научных знаний, в то время как в разделах геологии, изучающей системы более высокого уровня организации, физика и химия могут объединяться только в интегративных дисциплинарных образованиях.

Обсуждение философских вопросов для студентов и магистрантов естественнонаучных направлений подготовки является делом сложным. Поэтому чаще всего их выступления не раскрывают в полной мере содержание проблем. Преподаватель обязательно должен анализировать каждый доклад и при необходимости дополнять его. В заключение следует суммировать сказанное и подвести итог обсуждения. Необходимо отметить, что к настоящему времени в философско-методологическом знании накоплено много аргументов в пользу несводимости химии к физике. Несмотря на это данная проблема постоянно воспроизводится в силу общечеловеческого тяготения к простоте и элементаризму. Биология несводима к системе физико-химических наук и сопряженных с ними математике, логике, кибернетике не только на уровне познания высокоорганизованных живых существ, но и на субклеточном уровне органоидов, надмолекулярных структур и даже отдельных сложнейших биомакромолекул типа ДНК, РНК, энзимов. В плане оценки глубины редукции геологических наук к физико-математическим можно считать вполне обоснованным утверждение о невозможности полной редукции геологических знаний к физико-химическим. Данная проблема нуждается в дальнейшей разработке и конкретизации.

Предлагаемая методика проведения ролевой игры является универсальной в плане количества участников. Она легко адаптируется для других похожих по содержанию дисциплин, например истории и методологии химии. При увеличении количества участников необходимо скорректировать методический материал. Например, если в группе 20 человек, то следует организовать четыре стола по пять человек. В этом случае не каждому из студентов выпадает быть аналитиком, им предлагается роль экспертов, что следует объявить на определенном этапе занятия. Эффект неожиданности позволяет стимулировать оперативное мышление, и человек демонстрирует способность быстро принимать решение.

В содержательной части исключается третий вопрос. Игра состоит из четырех туров. За каждым столом обсуждается взаимосвязь химии соответственно с физикой, биологией, геологией и географией, математикой. В конце занятия на основании рассмотренного материала эксперты должны составить схему взаимосвязи наук и предложить лидера. Это сопровождается публичным обсуждением.

Таким образом, использование данной методики позволяет формировать компетенции, требуемые Федеральным государственным образовательным стандартом, оценить работу студентов в соответствии с балльно-рейтинговой системой, сделать процесс обучения более динамичным и продуктивным. Участие будущих специалистов в дискуссии формирует умения правильного выражения своих мыслей, грамотного восприятия текста и других видов представления информации, а также свободное владение логикой доказательств и рассуждений.