Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

• Вступ
• Розділ 1. Екологія в системі наукових знань
• 1.1 Екологічні знання в рамках системи хімічних знань
• 1.2 Міжпредметні зв'язки екології та суміжних дисциплін
• Розділ 2. Особливості викладання хімії для студентів-екологів 1 курсу
• 2.1 Основний матеріал та його викладання в рамках курсу
• 2.2 Аналіз програми викладання хімії для студентів 1 курсу
• 2.3 Підвищення пізнавального інтересу студентів: мотиви, шляхи і засоби
• Розділ 3. Методичні підходи до викладання хімії студентам-екологам
• 3.1 Типи задач, що необхідні студенту для повноцінного засвоєння матеріалу
• 3.2 Міжпредметні зв'язки хімії з іншими дисциплінами на конкретних прикладах (практичний аспект)
• 3.3 Підвищення пізнавального інтересу при використанні задач міжпредметного характеру
• Висновки
• Список літератури

Вступ

Одна з найважливіших умов ефективності навчального процесу - формування пізнавальної активності у учнів. Пізнавальна активність - це глибинний внутрішній мотив, заснований на властивій людині вродженій потреби в пізнанні нового. Пізнавальна активність не є чимось зовнішнім, додатковим відносно вчення. Її наявність є однією з головних умов успішного перебігу навчального процесу і свідченням його правильної організації, а відсутність є показником серйозних недоліків в організації навчання.

Активність є найбільш загальною категорією в дослідженнях природи психіки, психічного розвитку, пізнавальних та творчих можливостей особистості. Активність - предмет дослідження різних наук, природничих та суспільних. Кожна наука досліджує специфічні для неї закономірності породження, розвитку, динаміку активності. Так, в педагогіці активність учня у процесі навчання складає саме загальне підставу у розробці та реалізації активних методів навчання. У кожній з наук виконано велику кількість експериментальних і теоретичних досліджень.

Розвиток пізнавальної продуктивної активності не підкоряється суворим законам тренування. Основу її розвитку становлять ті принципи виховання особистості і розвитку мислення, які включають стимулювання і заохочення самих актів пізнавальної активності з боку іншої людини (вчителя, вихователя, однолітка). Саме тому найбільш значущими ситуаціями у виникненні актів пізнавальної активності є ситуації - спілкування, різних типів міжособистісної взаємодії, ігри, навчання.

Пізнавальна активність як педагогічне явище - це двосторонній взаємозалежний процес: з одного боку, це форма самоорганізації та самореалізації учня, з іншого - результат особливих зусиль педагога в організації пізнавальної діяльності учня. Однак для різних учнів, характерна різна ступінь, або інтенсивність, в активному пізнанні. Ступінь прояву активності студента в навчальному процесі - це динамічний, змінний показник. Проте застосування правильних педагогічних технологій дозволяють розкрити весь потенціал студента.

Новий підхід організації навчального процесу, встановлення контакту між викладачем і слухачем полягає в тому, що викладач тепер виконує функцію координатора. Розширюються можливості слухача, т. е. тепер у нього з'являється можливість увійти і скористатися в світ знань викладача, в базу знань і даних, у віртуальні бібліотеки, встановити віртуальний контакт з викладачами, а також призвести об'єктивну самооцінку формованих знань. Крім того, передача більшої інформації учням за короткий час, і більше високе засвоєння матеріалів учбових занять підвищують продуктивність навчальних занять. Зазвичай, коли викладач проводить навчальні заняття або під час читання підручників студент або слухає викладача, або записує навчальний матеріал. При цьому пропоновану інформацію спочатку представляє перед очима, а потім засвоює. Особливістю такого навчання є те, що студент одночасно і бачить, і слухає. За даними психологів, людина запам'ятовує 5-10% від почутого матеріалу, на 10-15% від побаченого. А якщо це об'єднати, то показник ефективності засвоєння підвищиться більше ніж на 50 %. Головним критерієм заняття повинна стати включення в навчальну діяльність усіх без винятку учнів на рівні їхніх потенційних можливостей.

Дуже важливо, щоб організація занять була спрямована на розвиток особистісних якостей та пізнавальної активності самих студентів, сприяла формуванню у них основних професійних умінь, потреби до самостійного виконання завдань, сприйняття і осмислення нових технологій навчання. Одночасно будуть реалізовуватися і основні цілі навчання:

а) задоволення потреби учнів у вивченні дисциплін і, насамперед, тих, чиї здібності та інтереси вище середнього рівня;

б) формування та розвиток у них активного, стійкого інтересу до досліджуваного предмета;

в) стимулювання розвитку в учнів професійних здібностей;

г) спонукання учнів до прояву творчої активності і самостійності мислення в процесі навчання;

д) залучення учнів до роботи з науково-популярною літературою, стимулювання виховання у них цілеспрямованості, організованості, пізнавальної активності.

Для активізації творчої роботи студентів на заняттях необхідно активно використовувати нові методи навчання: ситуаційний, проблемний, частково-пошуковий, дослідницький, методи генерації ідей, а також пізнавальні ігри. В ході занять студенти отримують завдання, які б залученню їх в активну пізнавальну, творчу діяльність.

Джерелами пізнавальної активності можуть бути:

- Зміст навчального матеріалу,

- Процес навчання, який виступає як процес організації пізнавальної активності учнів,

- Резерви особистості учня і педагога;

Формами прояву пізнавальної активності на занятті є:

- Самостійність,

- Індивідуальна творчість;

Умовами формування пізнавальної активності є:

- Максимальна опора на активну розумову діяльність учнів,

- Ведення навчального процесу на оптимальному рівні розвитку учнів;

- Емоційна атмосфера навчання, позитивний емоційний тонус навчального процесу.

Кінцевий результат зусиль педагога полягає в перетворенні спеціально організованої активності учня в його власну, тобто стратегія вчителя повинна полягати в переорієнтації свідомості учнів: вчення із щоденної примусового обов'язку має стати стимулом до своєї майбутньої професійної діяльності. Процес пізнання спрямований не тільки на поглиблення знань, а й на особливе їх осмислення і вироблення особистісного ставлення до засвоюваним знань і самому пізнавальному процесу.

Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення пізнавальної активності для покращення результатів навчання і зацікавлення студента у дисципліні, що викладається.

Мета дослідження: вказати на шляхи збільшення пізнавальної активності студентів-екологів 1 курсу в процесі вивчення хімії.

Об'єкт дослідження: пізнавальна активність студентів-екологів 1 курсу

Предмет дослідження: підвищення пізнавальної активності за допомогою основних педагогічних прийомів.

Задачі дослідження:

1. Дослідити особливості пізнавальної активності та факторів, що на неї впливають

2. Проаналізувати програму з хімії для студентів-екологів 1 курсу

3. Прослідкувати між предметні зв'язки хімії з суміжними науками

4. Вказати типи задач, що необхідні для повноцінного засвоєння знань з хімії

Дипломна робота складається з вступу, трьох розділів, висновків, списку літератури і налічує 66 сторінок.

Розділ 1. Екологія в системі наукових знань

1.1 Екологічні знання в рамках системи хімічних знань

Хімічна екологія - розділ екології, науки про основи раціонального природокористування та охорони навколишнього середовища. Вона вивчає різноманітні хімічні процеси в навколишньому середовищі, природні кругообіги речовин і вплив на них діяльності людини, хімічні методи і засоби захисту навколишнього середовища [37].

Думка про те, що технічна потужність людства за своїми масштабами порівнянна з природними геологічними процесами і змінює весь лик Землі, її природу, була чітко висловлена в кінці XIX в. російським філософом і натуралістом В.И. Вернадським[10]. Він ввів в широкий науковий ужиток термін " біосфера", розуміючи під ним не тільки " жива речовина ", а й все середовище, де це речовина знаходиться, передбачив шляху розвитку біосфери[61].

Людство росло чисельно, збільшувало видобуток і переробку викопної сировини і перетворилося на основного порушника природних рівноваг. Проте до певного часу природі вдавалося заліковувати свої рани, включати промислові відходи в природні цикли, знищувати ці відходи.

У 1960-1970 -і рр.. вчені найбільш розвинених країн світу, де порушення біосфери стали особливо помітні, почали виступати проти тодішніх тенденцій розвитку технічного прогресу. Стали з'являтися дивні роботи, де обґрунтовувалися "межі зростання" промисловості і сільського господарства. Приблизно з цього часу різним розділам екології стала приділятися все більша увага, екологічні проблеми стали вирішуватися на державному, а деякі - і на міжнародному рівні[44].

Роль хімічної екології в загальній системі екологічних знань та природоохоронної діяльності вельми велика з кількох причин.

По-перше, серед чинників, що порушують природні рівноваги, хімічні речовини різного походження мають першорядне значення.

По-друге, хімічні фактори більш помітні і легше піддаються аналізу, ніж, наприклад, зміни біологічного чи географічного характеру. Саме вони лягли в основу багатьох робіт Вернадського[10].

По-третє, хімічним методам і засобам (хімічної технології) належить провідна роль в охороні навколишнього середовища[16].

Про масштаби хімічних змін говорять такі приклади. Щорічні викиди вуглекислого газу становлять зараз ~ 200 млрд. т. Ця величина перевищує здатність Світового океану до його поглинання (океан поглинає СО 2 досить повільно), що викликає збільшення концентрації СО 2 в атмосфері Землі і поступове потепління клімату на планеті. Парниковий ефект, передбачений ученими, зараз проявляється дуже наочно.

Широке застосування фреонів (хладонів) - найпростіших хлорфторуглеводнів (пропелленти для аерозолів, холодильні рідини) - призвело до появи " озонових дірок", тобто до стоншення озонового шару атмосфери, і підвищення ризику отримати захворювання шкіри[38].

Збільшення кількості органічних відходів, що викидаються підприємствами Англії та Німеччини в море, призвело до різкого зниження концентрації кисню, розчиненого у воді Балтійського моря, і відсутності життя на багатьох його акваторіях.

Не можна сказати, що всі технологічні прийоми, використовувані в хімічній екології, з'явилися в останні десятиліття. Навпаки, більша їх частина відома досить тривалий час і розвивалася разом з хімічною галуззю промисловості. Так, багато методи знепилювання промислових скидних газів і уловлювання з них шкідливих компонентів були розроблені ще в першій половині ХХ в. Це ж відноситься до механічних і частково до фізико-хімічних методів очищення стічних вод [22].

Однак в останні десятиліття ХХ в. старі методи були помітно вдосконалені і, крім того, був розроблений ряд нових. Прикладом можуть служити мембранні процеси розділення рідких або газових сумішей (не вимагають застосування хімічних реагентів і можуть мати високу ефективність розділення), процеси рідинної екстракції та іонообмінної сорбції (різко підвищують ступінь вилучення цільових компонентів і знижують кількість використовуваної в процесах води). До досягнень хімічної екології відноситься розробка каталітичного допалювання вихлопних газів автомобілів, плазмових процесів знищення особливо токсичних відходів, біохімічних методів знешкодження стічних вод.

Особливо важливе значення мають хімічні методи в забезпеченні безпеки ядерної енергетики, зокрема при знешкодженні високорадіоактивних відходів. При роботі ядерних енергетичних установок утворюється складна суміш хімічних елементів, багато з яких сильно радіоактивні і мають великі періоди напіврозпаду. Цю суміш розчиняють, витягують з неї найбільш цінні ізотопи, залишився розчин концентрують, прожарюють і відходи у вигляді кераміки або скла направляють на безпечне тривале зберігання.

Хімічні методи можуть зіграти вирішальну роль в заміні традиційної вугільної енергетики - одного з основних забруднювачів повітря - екологічно чистішими способами виробництва енергії. Розробляються, зокрема, методи перетворення вугілля в рідке органічне паливо (це знизить втрати при перевезенні вугілля і головне - усуне величезні викиди шкідливих речовин при його спалюванні) [24].

Від хімії чекають успіхів у створенні керамічного двигуна внутрішнього згоряння (різке підвищення ККД і зниження витрати палива), від електрохімії - успіхів у створенні економічного та надійного електромобіля, дешевих і надійних напівпровідникових пристроїв для перетворення сонячного світла в електроенергію. Принципово новим етапом у розвитку екологічно чистої промисловості та енергетики стане воднева енергетика, яка передбачає використовувати водень як енергоносія [11].

Питання екологічного виховання та освіти, однозначно, актуальне. Людство вже не раз стояло на межі знищення, а з наростаючим розвитком науково-технічного прогресу, зростанням соціальних суперечностей, погіршенням стану навколишнього природного середовища воно все далі рухається від стану екологічної кризи до екологічного лиха. Не кожна людина поки ще усвідомлює, що наш " спільний дім " - планета Земля - поступово саморуйнується.

У другій половині XX століття людство змушене було ввести в ужиток нове поняття сучасної екології - "екологічна криза ". Очевидно, що це поняття загально-глобальне, що стосується кожної людини, що живе на Землі.

Як же вирішувати ці проблеми? У різних країнах вони вирішуються і по різному і на різному рівні. Але однозначно одне, необхідно впровадження екологічних знань у систему виховання, освіти підростаючого покоління в будь-якій країні. У нашій країні екологічна освіта розгортається на двох рівнях це загальне екологічна освіта (на всіх рівнях) та підготовка професіоналів.

Вже з самого раннього віку кожен живе на Землі людина повинна знати до чого призводить безтурботне ставлення до навколишнього середовища. Він повинен знати про захворювання, викликаних забрудненням середовища; про генетичні відхиленнях; про загибель тварин і рослин; про зменшення родючості ґрунту; про вичерпність запасів питної води та інших негативних змінах середовища проживання. І не тільки знати, але й відчувати особисту відповідальність за її стан [60].

Роль курсу хімії в екологічній освіті обумовлюється тим, що дана наука пов'язана з пізнанням законів природи. Хімізація пронизала всі сфери життя. Наслідки її впливу на природу глобальні і це ставить питання про взаємодію природи і суспільства. Цілі розумного регулювання цих відносин мають бути доведені до свідомості студентів, а саме:

* продукти життя суспільства повинні повністю утилізуватися;

* розміри річного споживання відновлюваних ресурсів не повинні перевищувати його річний приріст;

* не відновлювана сировина повинна використовуватися економно.

Такі науковий і практичний аспекти хімічної освіти.

З метою розвитку та формування знань про забруднення необхідно ввести такі поняття як " забруднювачі ", "джерела забруднення ", "природне і штучне забруднення", " санітарні норми чистоти", " гранично допустимі концентрації речовин " (ГДК). Необхідно розглянути джерела забруднення. Важливо показати учням, що вирішення проблем забруднення - це вдосконалення і створення нової техніки і технології[16].

Розвиток знань про захисні заходи необхідно продовжити при вивченні виробничих процесів, де важливо розкрити основні екологічні принципи сучасного виробництва.

Тісно пов'язана з екологією хімія. Зупинимося детальніше на екологічній компоненті даної дисципліни, оскільки вона останнім часом стає актуальною і затребуваною.

При вивченні хімії до студентів необхідно донести такі ідеї:

* природа у своєму природному розвитку знаходиться в динамічній рівновазі ;

* безпосереднім результатом взаємодії людини і природи стає зміна хімічного складу компонентів навколишнього середовища, що веде до порушення природного балансу;

* використовуючи різноманітні методи х ними контролю стану об'єктів навколишнього середовища або якості готової продукції ряду галузей промисловості (хімічної, нафтохімічної, мікробіологічної, фармацевтичної, харчової), хімія дозволяє отримати інформацію, необхідну для подальшого прийняття рішень щодо запобігання надходження шкідливих речовин в контрольовані об'єкти, очищення цих об'єктів, способи їх захисту і т.д..

Конкретизуючи хімічний аспект екологічних проблем, доцільно виділити специфічні положення, що відображають:

* взаємозалежність хімічних, екологічних і природоохоронних понять;

* залежність біологічних функцій речовин від їх складу, будови і властивостей;

* двоїсту роль речовин у природних системах залежно від концентрації;

* взаємозв'язок, взаємозумовленість і взаємозалежність живої і неживої природи як основи єдності і цілісності світу, в якому живе людина.

Екологічна складова курсу хімії зачіпає не тільки теоретичний матеріал, але також хімічний експеримент, розрахункові та експериментальні задачі, ігри, екскурсії, спостереження природи і краєзнавчу роботу. Так в процесі вивчення екологічної хімії нами використовуються такі методи на заняттях як ділова гра, в процесі якої студенти виступають в ролі керівників підприємств та експертів у галузі екології. Студентам пропонується вирішення низки проблемних ситуацій, наприклад, розглянути можливість будівництва промислового підприємства в певній місцевості; визначити причини захворювань і загибелі рослинного покриву в тому чи іншому регіоні і т.д. [61]

Також в процесі вивчення дисципліни студенти можуть розробляти дослідницькі проекти. Це поглиблює знання, прививає навички швидкого знаходження розв'язків і рішень, розвиває комунікативні навички. Наведемо приклади проектів:

1. Харчові добавки: їх вплив на організм людини.

2. Побутова хімія: вплив на організм людини.

3.Живі організми - індикатори забруднення навколишнього середовища хімічними речовинами.

4. Хімічне забруднення території Запорізької області : заходи щодо зниження його впливу [44].

Екологічна компонента також може впроваджуватись в процес викладання таких дисциплін як "Концепції сучасного природознавства", "Природничо-наукова картина світу". Тут впровадження екологічних знань можливо практично в кожному розділі. У процесі вивчення даних дисциплін слід звертати увагу студентів на закономірності фізичних і хімічних процесів у природі і їх вплив на живі організми. Вивчаючи живі системи та їх особливості, необхідно звернути увагу на вразливість живих організмів. Розглядаючи тему "Особливості людини як біологічного виду " слід звернути увагу на те, що людина сама є біологічною системою і підпадає під вплив факторів навколишнього середовища і в той же час, людина робить значний вплив на навколишнє середовище, найчастіше негативне [33].

Крім того, екологізація освіти можлива через проведення тематичних заходів.

1.2 Міжпредметні зв'язки екології та суміжних дисциплін

В даний час термін "екологія " став часто вживаним на всіх рівнях людського суспільства - від рядового громадянина до керівника підприємства і глави держави. Це пов'язано з теперішньою екологічною кризою, коли забруднення навколишнього середовища стало гранично максимальним, загрозливим для подальшого життя в планетарному масштабі. У 1866 р. німецький біолог Ернест Геккель дав таке визначення цієї галузі науки: "Екологія - це пізнання економіки природи, одночасне дослідження всіх взаємин живого з органічними і неорганічними компонентами середовища, включаючи неодмінно неантагоністичні і антагоністичні взаємини тварин і рослин, що контактують один з одним. Одним словом, екологія - це Наука, що вивчає всі складні взаємозв'язки і взаємини тварин і рослин в природі, що розглядаються Чарльзом Дарвіном як умови боротьби за існування ". Е. Геккель, відносячи екологію до біологічних наук (до науки про природу, яку насамперед цікавлять живі істоти), вивчав всі сторони життя біологічних організмів. У часи Е. Геккеля екологія у своєму початковому стані була дуже близька до того, що називалося природною історією. В останні десятиліття у зв'язку з швидким зростанням досліджень в області екології змінюється погляд на неї як природну науку. Дійсно, недостатньо вивчати зв'язки між живими істотами і середовищем, виключаючи людини. Всі зростаючу роль у змінах біосфери зараз починають грати наслідки антропогенних впливів. Вже з давніх часів екологи ділилися на два напрямки: представники одного ведуть дослідження природи без урахування впливу людини і розглядають його (подібно Едгару Фору) в якості нового царства поряд з мінералами, рослинним і тваринним світом; представники іншого включають homo sapiens з його діяльністю в сферу досліджень екології. Найбільш близька до істини друга точка зору, тому що людина - ссавець, що підкоряється законам природи, і розвиток його популяції йде паралельно з розвитком популяцій інших видів. Таким чином, екологія - наука не тільки природна. Вона повинна включати в себе й інші дисципліни, такі, наприклад, як право, економіка, соціологія і т.д. [45]

Хімія, фізика, біологія тільки на перший погляд можуть здатися далекими один від одного науками. Хоча лабораторії фізика, хіміка та біолога дуже несхожі, всі ці дослідники мають справу з природними об'єктами. Це відрізняє природничі науки від математики, історії, економіки та багатьох інших наук, які вивчають те, що створено не природою, а насамперед самим людиною.

Близько до природничих наук примикає екологія. Не слід думати, ніби екологія - це "гарна " хімія, на відміну від класичної "поганий" хімії, яка забруднює навколишнє середовище. Ні " поганий" хімії чи "поганий" ядерної фізики - є науковий і технічний прогрес або його недолік в якій-небудь галузі діяльності. Завдання еколога - використовувати нові досягнення природничих наук для того, щоб при максимальній вигоді звести до мінімуму ризик порушення середовища проживання живих істот. Баланс " ризик - вигода " є предметом вивчення екологів [3].

Екологія в системі природничих наук та її структура

Сучасна екологія - це фундаментальна наука про природу, що є комплексною і об'єднує знання основ кількох класичних природничих наук: біології, геології, географії, кліматології, ландшафтознавства та ін Згідно з основними положеннями цієї науки, людина є частиною біосфери як представник одного з біологічних видів і так само, як і інші організми, не може існувати без біоти, тобто без сукупності живуть нині на Землі біологічних видів, які і складають середовище проживання людства [36].

Екологічні системи, як і живі системи інших рівнів організації, є досить складними, характеризуються нелінійної динамікою і їх поведінка в математичних моделях описують такі сучасні науки, як динамічна теорія систем і синергетика. У моделюванні екосистем певну роль зіграли також представлення кібернетики (науки про управління) про теорії регулювання, про стійкість і нестійкості, про зворотних зв'язках.

У наш час терміном "екологія " все частіше позначають сукупність взаємовідносин природи і суспільства. Розглядаючи структуру сучасної екологічної науки, приблизно відповідну структурі природничої дисципліни у вищих навчальних закладах, можна виділити три основні гілки екології [45].

Перша гілка. Загальна екологія, або біоекологія, - це вивчення взаємин живих систем різних рангів (організмів, популяцій, екосистем) з середовищем і між собою. Цю частину екології в свою чергу поділяють на такі розділи:

* аутекологію, тобто вивчення закономірності взаємин організмів окремого виду із середовищем проживання;

* демекологія або екологію популяцій;

* сінекологію, тобто екологію співтовариств;

* екосистемну і біосферну екологію.

Друга гілка. Геоекологія - це вивчення геосфер, їхньої динаміки і взаємодії, геофізичних умов життя, факторів (тобто ресурсів і умов) неживої навколишнього середовища, діючої на організми.

Третя гілка. Прикладна екологія - це аспекти інженерної, соціальної, економічної охорони середовища проживання людини, проблем взаємовідносин природи і суспільства, екологічних принципів охорони природи.

Екологія як світогляд. Екологічна криза, в стані якого знаходиться зараз наша планета, є наслідком не тільки зростання населення, а й кризи свідомості. Так, якщо в XVIII -XIX ст. і раніше у свідомості людства переважало поняття боргу, морального, сімейного, державного, релігійного, то в XIX -XX ст. великого поширення набули ідеали споживання, комфортабельною, приємного життя. Людство на цьому шляху не досягло щастя, однак втратило можливість жити в ладу з природою і з самим собою.

В результаті до кінця XX в. термін " екологія" переступив межі університетських аудиторій і перетворився на політичне гасло і в позначення певного типу світогляду.

Для фахівця, що займається екологією, неприйнятний термін "довкілля", оскільки предметом екології є природа, а також взаємодії і взаємини організмів в ній, але ніяк не середовище, навколишнє і обслуговуюче людини.

Якщо більша частина XX в. пройшла під прапором ейфорії від технологічних успіхів, то тепер людина зрозумів, що він дитя природи, а не її господар і володар; сама можливість життя людини на планеті забезпечується сформованій в біосфері за тисячоліття скоординованої життєдіяльністю всіх біологічних видів. Такий світогляд може бути названо біоцентричним, на відміну від антропоцентричного, в якому в центрі природи і світобудови стоїть людина, і від соціоцентричного, у якому центром і метою життя самої людини є тоталітарна соціальна чи виробнича система. екологічний студент пізнавальний самоосвіта

У працях видатного гуманіста XX в. А. Швейцера (1875-1965) - німецько-французького мислителя, теолога і місіонера - біоцентрична точка зору виражена в словах " благоговіння перед життям", які, очевидно, являють собою єдино прийнятну етичну основу взаємовідносин людини і живої природи.

Футурологія (від лат. - Майбутнє і грец. - Вчення) - комплексна дисципліна, яка ґрунтується на даних суспільних та природничих наук і що ставить метою передбачення майбутнього розвитку людства та окремих сфер життя суспільства.

Наукові уявлення та математичні моделі, які були згадані раніше, послужили підставою для сучасної футурології і різних соціально- економічних прогнозів [36].

Відповідно до змін, що відбулися у світогляді і науці все чаш; е акцентують увагу на концепції російської класичної школи біологів і екологів, спрямованої на вивчення явищ коеволюції в природі, і в тому числі можливості сполученої еволюції людини і біосфери. Рух за охорону природи зародилося в Росії ще до 1917 р., причому існували різні погляди на його необхідність. Одна з концепцій, яка ґрунтується переважно на естетичних і етичних критеріях, представлена в роботах А.П. Семенова-Тянь-Шанського. Основа цієї концепції - в переконаності, що людство являє собою елемент, саме існування якого руйнує властиву природі гармонію.

В іншій концепції (Г.А. Кожевникова і В.В. Станчинського) природа представлена як якась чітка структура, що характеризується взаємозалежністю між складовими її біологічними компонентами і відносній рівноважності, а людство розглядалося як щось чуже гармонійним і споконвічно існуючим природним системам. Прихильники цієї концепції були глибоко стурбовані тим, що цивілізація з великою швидкістю руйнує рівновагу в природних системах і ризикує зруйнувати саму себе.

Прихильники третьої, утилітарної концепції сповідували принцип сталого врожаю і максимальної ефективності використання природних ресурсів. Вони були схильні до вузького тлумачення поняття "ресурси" і керувалися критеріями сьогочасної господарської вигоди. Живе ділили на " корисне" і " шкідливе" і останнє прирікали на винищення. Прагматики не враховували цілісність екологічних систем і були сприйнятливі до цілями і методами, що нав'язуються політичним керівництвом.

У перші роки радянської влади взяв гору екологічний підхід до охорони природи. Були організовані заповідники, що представляли собою унікальні установи, з функціями центрів екологічних досліджень, а також еталонів певних природних зон.

Незважаючи на початкові успіхи, положення екологічно орієнтованої охорони природи не було по-справжньому стійким. Головними перешкодами стали нові пріоритети та завдання п'ятирічних планів. З'явилися ідеї перетворення і підкорення природи. Був сформований образ людини як " вінця еволюції ". Прогрес у розвитку людства стали ототожнювати з його повним пануванням над усім ходом життя на планеті.

Перетворюючий пафос став проявом крайнього антропоцентризму. Природу перетворили на супротивника, якого слід перемогти в процесі творення рукотворної навколишнього середовища. Результатом цього став розвиток тотальних лісозаготівельних робіт із знищенням лісових екосистем, розробка проектів по повороту річок, проведення робіт з акліматизації різних промислових тварин і по меліорації (осушенню) цінних болотних екосистем, освоєння цілини, а також безліч інших проектів, що призвели до знищення багатьох природних екосистем України.

Справедливості заради слід зауважити, що багато розвинених країн до середини XX в. досить досягли успіху в справі " підкорення природи " як на території своїх країн, так і в колоніях.

В даний час Україна активно бере участь у роботі міжнародних конференцій та організацій з охорони навколишнього середовища, приєдналася до численних міжнародних угод у цій області.

Зусиллями засобів масової інформації та екологів у свідомість людей і в державну практику України впроваджують поняття екологічної безпеки як елемента державної та особистої безпеки. Важливе місце в програмі дій в області екорозвитку займає загальне екологічна освіта, першорядне значення якого, а також побутовій та виробничій екологічної культури визначає наступна формула:

Рівень екологічної свідомості = ЕКОЛОГІЧНА (освіти і побутової культури) БЕЗПЕКА* Чисельність/ Рівень населення /споживання

Здоров'я природного середовища і здоров'я населення України необхідно внести в число пріоритетів державної політики нашої країни. Настільки ж необхідно грамотне ставлення до проблем здоров'я кожної окремої людини. Саме ці обставини послужили причиною введення до програм загального обов'язкового освіти вузів України самостійної дисципліни "Екологія".

Під кінець ХХ - початку XXI століття різко посилився деструктивне антропогенний, головним чином технологічний, тиск на навколишнє середовище, яке може привести людство до глобальної кризи. Складно говорити про якісь оцінках або прогнозах, але одне можна сказати точно: з кожним роком популяція більшості видів дикої природи зменшується, що загрожує незворотними деградаційних змін біосфери і радикальної трансформацією традиційних природних умов функціонування цивілізації.

Необхідність осмислення і подолання сформованої ситуації висунула екологічну проблематику на одне з перших місць в ієрархії глобальних проблем сучасності. Все частіше на різних форумах вчених, громадських і політичних діячів звучать тривожні заяви про те, що сукупна людська діяльність здатна докорінно підірвати природну рівновагу біосфери і тим самим поставити цивілізацію перед загрозою загибелі.

Але для вирішення екологічних проблем екологія як наука має знайти своє місце в системі наук і зв'язатися з усіма близькими до неї областями. Адже без допомоги таких наук як фізика, біологія, економіка, психологія, екологія не може жити повноцінним життям. На перший погляд всі ці науки здаються не пов'язаними між собою. Однак якщо вдуматися, можна зрозуміти, що всі вони, і багато інших, впливають на екологію як науку, і в змозі сформувати екологічне мислення у сучасної людини [37].

На сучасному етапі розвитку екологічних уявлень все більш чітко вимальовується суть екології. Екологія - це наука, що досліджує закономірності життєдіяльності організмів (в будь-яких її проявах, на всіх рівнях інтеграції) в їх природному середовищі існування з урахуванням змін, внесених у середу діяльністю людини. З цього формулювання можна зробити висновок, що всі дослідження життя тварин і рослин в природних умовах, що відкривають закони, за якими організми об'єднуються в біологічні системи, і встановлюють роль окремих видів в житті біосфери, відносяться до екологічних.

Однак наведене визначення занадто розлого і недостатньо конкретно, хоча на перших етапах розвитку екології один з варіантів його (екологія - це наука про відносини організмів один з одним і з середовищем, наука про пристосування і т.п.) не тільки був принципово вірним, але і міг служити орієнтиром при постановці ряду досліджень. Останнім часом екологи прийшли до принципово важливого узагальнення, показавши, що умови середовища освоюються організмами на популяційно-біоценотичному рівні, а не окремими особинами виду. Це призвело до інтенсивного розвитку вчення про біологічні макросистеми (популяції, біоценози, біогеоценози), що зробило величезний вплив на розвиток біології в цілому і всіх її розділах зокрема. У результаті стали з'являтися все нові і нові визначення екології. Її розглядали як науку про популяціях, про структуру природи, про динаміку чисельності і т.д. Але всі вони, незважаючи на деяку специфічність, визначають екологію як науку, що досліджує закони життя тварин, рослин і мікроорганізмів в природному середовищі існування з урахуванням ролі антропологічних факторів.

Предметом же дослідження екології є біологічні макросистеми (популяції, біоценози, екосистеми) та їх динаміка в часі і просторі. Зі змісту і предмета досліджень екології випливають і її основні завдання, які можуть бути зведені до вивчення динаміки популяцій, до вчення про біогеоценози і їх системи.

Структура біоценозів, на рівні формування яких, як було зазначено, відбувається освоєння середовища, сприяє найбільш економічному та повного використання життєвих ресурсів. Тому головна теоретична і практична задача екології полягає в тому, щоб розкрити закони цих процесів і навчитися управляти ними в умовах неминучої індустріалізації та урбанізації нашої планети.

Екологія пов'язана з систематикою. Остання не може обійтися без екологічного критерію, як і екологія без об'єктивної системи організмів для точного визначення досліджуваних видів. Існує взаємозв'язок сучасної екології з еволюційним вченням і генетикою. Зараз вже не викликає сумніву той факт, що в природі мають місце екологічні механізми еволюції, дослідження яких можливе лише при спільній роботі екологів, генетиків і еволюціоністів. На базі екології розвиваються біогеографія, молода наука етологія (наука про поведінку тварин), палеоекологія і т.д. Екологічна трактування необхідна і при вирішенні певних завдань в галузі фізіології, морфології, систематики, біогеографії, оскільки будь-які біологічні дослідження в тій чи іншій мірі вивчають життя тварин і рослин в природних умовах. З'ясовуючи характер впливу фізичних факторів середовища на організми і відповідні реакції останніх, екологія не обходиться без таких небіологічних наук, як кліматологія, метеорологія, ландшафтознавство (фізична географія). Геоморфологія і ґрунтознавство також зблизилися з екологією, оскільки багато процесів утворення і руйнування ґрунтів відбуваються під впливом діяльності спільнот тварин і рослин.

На порядку денному стоїть проблема формування економічної екології, або екологічної економіки, - науки про біологічні ресурсах, біоекономіки Світового океану і суші. Успішно розвивається і інженерна екологія (прикладна біогеоценологія), вирішальне питання усунення негативних наслідків втручання людини у природні співтовариства. Актуальні проблеми взаємовідносин людини, суспільства і природи в епоху науково-технічного прогресу розробляє інтенсивно розвивається соціальна екологія (екологія людини).

В даний час, за даними академіка В. Большакова, в науці налічується більше 100 сучасних визначень екології. Аналізуючи та узагальнюючи їх, вчений виділяє в використанні поняття "екологія" три основні напрями. "Перше - класична біологічна наука", - зазначає він, - в основі якої лежить вивчення біологічних систем різного рівня. Друге - технологічні та соціальні проблеми, пов'язані з забрудненням та деградацією навколишнього середовища ("погана" екологія міст, реабілітація територій, "екологія" звалищ і т.д.). Третє - гуманітарний аспект ("екологія" літератури, поезія як " екологія", що зберігає культуру і душу народу і пр.) ". У цій ситуації, коли фахівці різних напрямків не завжди розуміють один одного, В. Большаков і бачить головну проблему сьогоднішньої екології [3].

Незважаючи на всі труднощі " зростання", молода наука розвивається, шукає шляхи і засоби формування нового типу взаємовідносин людини і природи, суспільства і природи, що виключають руйнування, деградацію як природного і соціального середовища, так і самої людини, і забезпечують гармонійність їхнього буття. Гармонія людини і природи в якості методологічного підстави сучасної екології були закладені В.И. Вернадским в його " Біосфері " і розвинена їм у подальших трудах [10].

Наше майбутнє і безпека можуть бути забезпечені тільки за умови збереження природних систем і підтримки відповідної якості навколишнього середовища. Для цього необхідно формувати й послідовно реалізовувати єдину політику в галузі екології, спрямовану на охорону навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів. Збереження та відновлення природних систем має бути одним з пріоритетних напрямків діяльності будь-якого суспільства. Проте ще важливіше сьогодні визначити конкретні шляхи вирішення протиріч між інтересами розвитку сучасного суспільства і завданнями збереження біосфери в оптимальному стані [3].

Розділ 2. Особливості викладання хімії для студентів-екологів 1 курсу

2.1 Основний матеріал та його викладання в рамках курсу

Сучасні зміни в суспільстві зумовили підвищення інтересу до освіти, центральною ланкою якої є особистісно орієнтоване навчання і розвиток самостійної творчої особистості, її пізнавальних можливостей, пізнавального інтересу. Час радикальних змін вимагає від ВНЗ виховання людей соціально активних, комунікабельних, зацікавлених у досягненні цілей, мислячих творчо і вільно, здатних самостійно пізнавати й оцінювати нове, робити усвідомлений вибір, приймати зважені, адекватні рішення.

Сучасна система освіти ґрунтується на таких поняттях, як пізнання і розвиток. Вона покликана сприяти не тільки озброєнню студентів знаннями, а й формуванню у них потреби в безперервному самостійному і творчому підході до оволодіння новими знаннями, створення можливості для відпрацювання умінь і навичок самоосвіти.

В організації освітнього процесу, як правило, істотну роль відводять створенню і підтримці на високому рівні пізнавального інтересу учнів. Саме такий інтерес визначає спрямованість життєдіяльності особистості, є головною складовою в безперервній освіті людини, бере участь у розвитку допитливої, творчої особистості. Без цього інтенсивність і ефективність навчального процесу знижуються. Формування пізнавального інтересу у студента обумовлює необхідність органічної єдності навчання, виховання, інтеграції навчальної, науково - дослідної та виховної роботи в рамках цілісного педагогічного процесу ВНЗ [2].

Загальна та неорганічна хімія має велике значення для студентів, які отримують найрізноманітніші спеціальності в сучасних ВНЗ. Вона необхідна для розвитку допитливого, творчого, логічного розуму, уяви, інтуїції, творчого мислення, а також для розвитку вміння прогнозувати, аналізувати реальні явища і процеси. Для того, щоб ці вміння та здібності розвивати, потрібне відповідне середовище, відповідне навчання. Для цього потрібно зацікавити студентів у предметі, а не змушувати їх заучувати матеріал. Ще К.Д. Ушинський зазначав, що " заохотити " учня до навчання набагато більш гідне завдання вчителя, ніж " приневолити " його. Щоб зацікавити студента хімією, необхідно вирішити проблему відбору та структурування змісту матеріалу вузівського курсу цієї дисципліни, виявити методичні особливості навчання хімії на різних факультетах. Для студентів - екологів формування фундаменту знань з хімії є важливим для наступного збагачення багажу хімічних знань, розуміння нового матеріалу, тож даний етап для викладача найвідповідальнішим[5].

Актуальність таких розробок визначається тим, що практика ВНЗ виявляє багато труднощів формування інтересу студентів до оволодіння новими знаннями, які зводяться до питань педагогічного керівництва розвитком інтересу, до його прогнозування, вибору засобів формування інтересу, до розвитку самостійності студентів. В результаті чого затягується адаптаційний період, що знижує пізнавальний інтерес у студентів на першому курсі і, як наслідок, це впливає на якість їх навчання [7].

Зміст курсу загальної та неорганічної хімії для студентів різних факультетів повною мірою забезпечує розвиток пізнавального інтересу тоді, коли дозволяє розглядати хімію як інструмент майбутньої професійної діяльності, як метод вивчення дійсності [8,9].

В якості стимуляції пізнавального інтересу студентів пропонується давати їм на практичних заняттях завдання підвищеної складності, завдання, наближені до реального життя [13]. наприклад:

1. Монофторид хлору (ClF) - фторуючий агент в технології ядерного пального утворюється при нагріванні газоподібного хлору і фтору. Як дізнатися, чи стійка ця молекула? Відомо, що енергія гетеролітичного розпаду цієї молекули дорівнює 251 кДж/моль. Поясніть можливість утворення цієї молекули, використовуючи енергетичний розподіл електронів по МО. Чому ця молекула полярна ? Пара- або діамагнітна ця молекула ? Визначте порядок зв'язку в молекулі ClF.

2. Руйнування озонового шару атмосфери відбувається за рахунок наступних реакцій:

CCl₂F₂ > Cl + CClF₂ (під впливом світла)

Cl + O₃ > ClO + O₂ (під впливом світла)

ClO + O₃ > Cl + 2O₂

З реакцій видно, що атоми хлору каталізують розпад молекули O₃. Проміжною сполукою є молекула ClO. Дайте відповідь на наступні питання:

а) чи є ця молекула - молекулою-радикалом? Охарактеризуйте реакційну здатність молекули ClO, використовуючи теорію МО.

б) яка роль фреонів в руйнуванні озонового шару ?

3. Як відбілюючий засіб і засіб для дегазації в практиці використовують гіпохлорит кальцію Ca(ClO)₂. Маючи гідроксид кальцію, оксид марганцю (IV) і концентровану соляну кислоту, отримаєте даний продукт. Яка речовина одночасно утворюється з Ca(ClO)₂, разом з яким вони становитимуть технічний продукт, званий белильним або хлорним вапном? Визначте зміст Cl(I) в белльному вапні, якщо для його отримання взяли 37 кг Ca(OH)₂. Яка кількість хлору (м³) виділиться при обробці отриманої кількості вапна соляною кислотою ? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

Цінним буде створити збірник задач підвищеної складності наближених до реальних життєвих умов з метою підвищення зацікавленості студентів процесом вирішення завдань і оволодіння новими знаннями. Ці завдання можна буде застосовувати у навчанні студентів першого курсу, бакалаврів, магістрів. А також в профільних класах для формування пізнавального інтересу у майбутніх студентів [17, 20].

Таким чином, пізнавальний інтерес студентів, як прагнення отримувати нові знання, ґрунтується не тільки на захопленості предметним змістом, а й на зацікавленій відношенні до процесу оволодіння цим змістом, до придбання нових способів пізнання [27].

2.2 Аналіз програми викладання хімії для студентів 1 курсу

Дисципліна " Загальна та неорганічна хімія " відноситься до розділу загальнонаукових дисциплін. Дисципліна ґрунтується на базових знаннях, отриманими студентами при вивченні хімії в курсі середньої школи. Для глибокого засвоєння дисципліни студент повинен володіти хімічною термінологією; розуміти сенс хімічних формул і символів, індексів і коефіцієнтів в хімічних рівняннях реакцій; мати уявлення про основні класи неорганічних сполук; розуміти різницю між хімічними і фізичними явищами; мати уявлення про атомно-молекулярне вчення; мати навички вирішення найпростіших розрахункових завдань [23, 28].

Для засвоєння теоретичних і практичних основ загальної та неорганічної хімії у студента мають бути сформовані когнітивні компетенції:

* здатність до самоорганізації в процесі навчання;

* володіння вміннями та навичками до використання джерелами для збору, обробки та аналізу інформації;

* здатність користуватися комп'ютером та іншими засобами комунікативного призначення для пошуку даних;

Соціально-особистісні:

* здатність комунікувати в групі;

* здатність брати участь в експериментальних роботах.

Засвоєння дисципліни "Загальна та неорганічна хімія " неможливо без знань математики і фізики [32]. Володіння математичним апаратом вирішення завдань має переважаюче значення успішності засвоєння матеріалу при вивченні таких розділів загальної хімії як будова речовини, основи хімічної термодинаміки і кінетики, хімія розчинів. Знання фізичних явищ і законів необхідно при вивченні хімії елементів та їхніх сполук.

По закінченні вивчення дисципліни " Загальна та неорганічна хімія " студент буде здатний: застосовувати отримані знання, вміння, навички та компетенції при вивченні загально - наукових і спеціальних дисциплін, пов'язаних з хімією.

Застосовувати отримані знання, вміння, навички та компетенції у вирішенні виробничих і технологічних завдань. По закінченні вивчення дисципліни студент буде [59] :

Знати: суть основних законів хімії та хімічних перетворень

властивості і основні способи одержання неорганічних речовин

закономірності зміни фізичних і хімічних властивостей простих і складних речовин відповідно до Періодичного закону Д.І. Менделєєва

Вміти:

· проводити стехіометричні розрахунки;

· визначати термодинамічну можливість протікання хімічних процесів;

· записувати рівняння реакцій хімічних перетворень речовин і їх отримання;

· проводити аналогії у зміні властивостей хімічних сполук;

Мати навички:

· проведення хімічного експерименту;

· виявлення взаємозв'язку між структурою, властивостями і реакційною здатністю хімічних сполук;

· мати основні компетенції :

Професійні компетенції :

Результат 1. Здатність демонструвати глибокі знання в галузі загальної та неорганічної хімії, достатні для вирішення навчальних, наукових і виробничих завдань.

Результат 2. Здатність сприймати, аналізувати і застосовувати отриману інформацію для вирішення навчальних, наукових та професійних завдань.

Результат 3. Здатність планувати і здійснювати експериментальні дослідження з використанням новітніх досягнень науки і техніки.

Результат 4. Здатність до самостійного підбору, обробки та аналізу інформації.

Результат 5. Здатність інтегрувати знання суміжних дисциплін (фізики, математики та ін.) для концептуалізації рішень.

Особистісні (універсальні компетенції).

Результат 6. Здатність розуміти необхідність і самоорганізовувати процес навчання.

Результат 7. Здатність комунікувати в групі при вирішенні професійних і загальнокультурних завдань.

Результат 8. Здатність толерантно позиціонувати себе і адекватно оцінювати думку інших студентів при спільній роботі.

Результат 9. Здатність займати активну позицію при роботі в команді, вміти працювати індивідуально, а також керувати командою.

Результат 10. Здатність демонструвати розуміння питань безпеки і відповідальності при здійсненні хімічних процесів.

Відповідно до рейтингової системи при вивченні курсу хімії проводиться 3 рубіжних контрольні роботи.

У рубіжний контроль № 1 входять питання з наступних тем: способи вираження концентрації розчинів; стехіометричні розрахунки, окислювально-відновні реакції.

У рубіжний контроль № 2 входять питання за темами: будова атома; хімічний зв'язок і комплексні сполуки.

У рубіжний контроль № 3 входять наступні питання: хімічна термодинаміка, хімічна кінетика, хімічна рівновага, гальванічні елементи, електроліз.

Нижче наведені приклади декілька варіантів рубіжних контролів.

Рубіжний контроль № 1

Загальна хімія Варіант 1

1. Дайте визначення поняттям: атом, проста речовина, ізотопи. Наведіть приклади.

2. Розрахуйте масу і число молекул, що міститься в 2 л кисню при н.у.

3. Розрахуйте об'єм водню (н.у.) і масу сульфату алюмінію, що утворюються при взаємодії 10 г алюмінію з сірчаною кислотою.

4. 3,47 г металу приєднують 5,992 л водню (об'єм виміряно при 17°С і 755 мм.рт.ст.). Питома теплоємність металу дорівнює 3,5564 Дж/К*м. Обчисліть еквівалентну масу, валентність і точну атомну масу металу. Який це метал ?

5. Побудуйте графічні формули сполук: Н₃РО₄, Cl₂O₇, Ca(ClO₄)₂. Назвіть і класифікуйте сполуку.

6. Визначте стехіометричну, структурну та електронну валентність кисню в сполуці : K2O2. Відповідь поясніть.

7. Урівняйте реакцію методом напівреакцій. Вкажіть окислювач, відновник, тип ОВР :

FeSO₄ + HIO₃ + H₂SO₄ > Fe₂(SO₄)₃ + I₂ + H₂O

Рубіжний контроль № 2

Загальна хімія Варіант 1

1. Сформулюйте принцип невизначеності Гейзенберга. Приведіть його математичний вираз.

2. Напишіть повну і коротку електронні формули атома астату, вкажіть його валентні електрони, для валентних електронів напишіть електронно-графічну формулу, останній електрон охарактеризуйте 4 квантовими числами.

3. Методом ВЗ розгляньте утворення: SF₄ і NO₂^-. Зобразіть їх геометричну будову, вкажіть кратність зв'язку та валентний кут.

4. Методом МО покажіть освіту хімічного зв'язку в молекулі О₂. Розрахуйте кратність зв'язку, визначте магнітні властивості молекули, порівняйте енергію іонізації молекули і атоми кисню.

5. Сформулюйте основні положення методу МО.

6. Дайте назву і назвіть складові частини комплексної сполуки: H[AuCl4]. Класифікують його за чотирма ознаками, напишіть рівняння первинної та вторинної дисоціації, а також вираз константи нестійкості. Розгляньте утворення хімічного зв'язку в комплексі методами ВЗ і ТКП.

7. Урівняйте реакцію методом напівреакцій:

MnO₂ + KClO₃ + KOH = K₂MnO₄ + KCl +...

8. Який об'єм оксиду азоту (IV) (н.у.) можна отримати взаємодія міді з 3 л 0.1 н розчину азотної кислоти?

Саме тому для повноцінного і реального відображення дійсної картини знань студента необхідно активізувати його пізнавальну діяльність щодо розв'язку задач, адже вони фактично включають в себе пряме застосування теоретичних знань, прояв набутих компетенцій [2].

2.3 Підвищення пізнавального інтересу студентів: мотиви, шляхи і засоби

Питання активізації пізнавальної діяльності студентів відносяться до числа найбільш актуальних проблем сучасної педагогічної науки і практики. Адже від якості навчання як діяльності залежить результат навчання, розвитку і виховання учнів.