УРОКИ ХИМИИ В УСЛОВИЯХ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ: ПЕРСПЕКТИВЫ И ВЫЗОВЫ ДЛЯ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УРОКИ ХИМИИ В УСЛОВИЯХ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ: ПЕРСПЕКТИВЫ И ВЫЗОВЫ ДЛЯ НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Аннотация
Настоящая работа посвящена значению школьного химического образования в научно-технологическом развитии Российской Федерации, а также возникшим вызовам и угрозам в связи с трендом проведения учебных занятий в дистанционном режиме, заданным санитарно-эпидемиологической обстановкой по время пандемии COVID-19. Рассматриваются особенности проведения государственной итоговой аттестации по химии при ее дистанционном изучении, а также его влияние на изучения химической науки в рамках образовательных программ высшего образования. Приводятся доводы в пользу того, что дистанционное обучение химии может быть только вынужденной мерой, способствующей получению ребенком конституционного права на получение общего образования при невозможности реализации этого права в очном формате по тем или иным причинам.
1. Введение
Качественное преподавание химической науки на уровне основного общего и среднего общего образования является важнейшей и, более того, стратегической государственной задачей, поскольку оно играет важную роль при формировании целостной естественно-научной картины мира, создает необходимую основу для интеллектуального и нравственного совершенствования обучающихся , которые через некоторое время составят основу российского гражданского общества, будут принимать участие в решении судьбоносных для нашей страны вопросов. Отдельно следует отметить, что преподаванию естественно-научных дисциплин прямо или косвенно уделено особое значение и в документах стратегического целеполагания и стратегического планирования. В начале 2024 г. Президентом Российской Федерации была утверждена Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации, которая констатирует «неразрывную взаимосвязь между научно-образовательным, научно-технологическим, промышленным потенциалом страны и взаимозависимость их развития» . Отдельно Президент во время послания Федеральному Собранию Российской Федерации в феврале 2024 г. обозначил важность модернизации отечественной научной инфраструктуры, в том числе путем поддержки развития химической промышленности . В июне 2024 г. состоялось заседание Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, в ходе которого отдельно поднимался вопрос существующей парадигмы преподавания химии, физики и биологии в школах. Следует отметить, что по результатам прошедшего обсуждения В.В. Путиным был издан Перечень поручений Правительству Российской Федерации , в котором среди поставленных задач было повышение качества преподавания математики и естественно-научных дисциплин и включение соответствующих мероприятий в национальный проект «Молодежь и дети». Такое пристальное внимание к химическому образованию в школах со стороны высшего руководства страны детерминировано тем, что развитие школьного химического образования призвано стимулировать обучающихся выбирать для дальнейшего получения высшего образования инженерно-технические направления подготовки (специальности) , и в связи с этим формировать профессиональную и научную базу для реализации обозначенных векторов научно-технологического развития российского государства .
В 2020 г. мир столкнулся с пандемией COVID-19, в связи чем образовательные организации были вынуждены перейти на особый режим предоставления образования (в том числе общего) в дистанционном формате в рамках специальных санитарно-эпидемиологических мер. Полноценность такого формата обучения на сегодняшний день является дискуссионной, но тем не менее многие образовательные организации, получив такой опыт работы, продолжают реализовывать его и в условиях отсутствия эпидемиологических угроз. В связи с этим целесообразно проанализировать особенности появившейся новой формы преподавания химии в дистанционном формате на предмет ее положительных черт и возникающих угроз для системы естественно-научного образования и, как следствие, научно-технологического развития российского государства.
2. Преимущества и недостатки дистанционного обучения
Положительной стороной дистанционного обучения является отсутствие необходимости транспортировки обучающихся в образовательную организацию. Субъекты Российской Федерации весьма контрастны по геолого-географическим условиям, в связи с чем возникают ситуации, когда школы находятся на больших расстояниях от мест проживания обучающихся. Выбор в пользу дистанционного обучения является одним из механизмов обеспечения общедоступности общего образования, гарантированной ч. 2 ст. 43 Конституции Российской Федерации , в условиях транспортных трудностей. В этом контексте важно отметить и периоды прекращения очных занятий в общеобразовательных организациях в связи с неблагоприятными погодными условиями, сейсмологической обстановкой и т.д., что может быть компенсировано дистанционными уроками.
Также отдельно нужно обозначить и важность возможности получения дистанционного образования для обучающихся, находящихся на длительном лечении, при котором ученик вынужден находиться в медицинском стационаре или на дому. Специалистами отмечается, что дистанционное обучение при обучении длительно болеющих детей стало таким же традиционным, как и очное . Распространены случаи, когда воспитанники госпитальных школ не имеют возможности перемещаться из палаты в школьный сектор или даже встать с кровати и занять место за столом в палате, поэтому при организации учебного процесса в таких условиях активно используются дистанционные образовательные технологии, благодарю чему обучающийся имеет возможность принимать участие в групповом или индивидуальном уроке с помощью смартфона, планшета или ноутбука, что в конечном итоге позволяет воспитанникам госпитальных школ получать качественное и полноценное общее образование. Несмотря на это, С.В. Шариковым отмечается незаменимость очного общения педагога с учеником «глаза в глаза», что выступает «важнейшей характеристикой полноценной школы в стационаре медицинской организации и является стержнем педагогической концепции <госпитальных школ>» .
Отдельно исследователи показывают, что дистанционный формат образования позволяет экономить время как учеников, так и преподавателей, способствует освоению обучающихся в процессах цифровизации . С этим трудно не согласиться, так как участники образовательного процесса, работая дистанционно, могут не тратить время на дорогу до места работы или учебы. Более того, Д. Финч и К. Джейкобс среди важных положительных черт такого обучения отмечают возможность выбора учениками образовательного контента , что также является важным при выстраивании индивидуальной образовательной траектории при имеющимся общемировом тренде к персонализации обучения, исходя из интересов и запросов учеников .
Следует обозначить, что реализация дистанционного формата обучения возможна лишь при должном материально-техническом оснащении преподавателей и обучающихся. Исследователями НИУ «Высшая школа экономики» (НИУ ВШЭ) отмечена неоднородность доступности цифровых технологий для участников образовательного процесса в период пандемии: к примеру, отсутствие технической возможности проведения занятий было обозначено 16% опрошенных учителей (возможность проведения видеоконференций отсутствовала у 56% педагогов) . Сегодня ситуация изменилась, но тем не менее нужно отдавать отчет, что имеющееся проблемы, связанные с доступностью высокоскоростной сети «Интернет», технических средств и т.п., в Российской Федерации остаются. К примеру, в апреле 2024 г. заместитель Председателя Правительства Российской Федерации Д.Н. Чернышенко заявил, что широкополосный интернет доступен 86,4% домохозяйств . Таким образом, значительная часть населения не имеет возможности участвовать в реализации образовательного процесса в дистанционном формате. Отдельно следует обратить внимание на необходимость использования специальных технических средств при обучении химии в дистанционном формате, в частности, графических планшетов, что создает дополнительные трудности для проведения уроков в таком формате.
3. Реализация практической компоненты при дистанционном обучении химии
Требуется обозначить невозможность реализации крайне значимой компоненты рабочих программ дисциплины в части организации лабораторных работ и практических занятий, в ходе которых ученику необходимо осваивать навыки работы с химическим оборудованием, в том числе органолептическими методами оценивать физические свойства веществ. Причем действующие Федеральные государственные образовательные стандарты основного общего и среднего общего образования (ФГОС ООО и ФГОС СОО) среди предметных результатов освоения химической дисциплины в рамках вышеобозначенных уровней образования предписывают формирование практических компетенций у обучающихся по работе с химическим лабораторным оборудованием, что невозможно реализовать в условиях дистанционного освоения образовательной программы.
Среди подходов к решению данной проблемы — демонстрация записанных учебных видео-экспериментов, которые могут способствовать овладению техники безопасного поведения с реактивами и теоретически обучить правильной работе в химической лаборатории, при этом данная практика, по мнению авторов, не является достаточной и полноценной. Требуется заметить, что зачастую педагоги используют видео-демонстрации и при очной работе с обучающимися, что связано, например, со сложностью или повышенной опасностью проведения тех или иных опытов. Ранее нами было показано, что такие демонстрации могут помочь решить задачу формирования представлений у обучающихся о физических свойствах веществ, а также визуальных и звуковых изменениях, сопровождающих химические превращения .
Сведение практической части в занятиях по химии к минимуму вызывает ряд проблем. Среди них сложность прохождения государственной итоговой аттестации (ГИА) по химии в 9 классе в формате основного государственного экзамена (ОГЭ), который в рамках существующей в течение многих лет модели контрольно-измерительных материалов (КИМ) предусматривает проведение «реального эксперимента» с целью проверки практических навыков выпускников. Можно предположить, что обучающиеся, изучающие химию в дистанционном формате, не будут успешными при оценивании этих практических навыков. Ранее авторами были предложены пути решения этой проблемы для категории обучающихся, не имеющих возможности работы с лабораторным оборудованием и реактивами по причине наличия медицинских противопоказаний . Отдельного внимания заслуживает применение технологий виртуальной/дополненной реальности (VR/AR), позволяющих, по мнению Д.С. Чайковского и В.Ф. Изотовой, повысить учебную мотивацию обучающихся . Важной особенностью такого подхода (в отличие от видео-экспериментов) является формирование не только визуальных образов, связанных с протеканием химических процессов, но и практики взаимодействия с виртуальной средой, что подробно описывается Ж.Н. Шилько и соавторами . Требуется обратить внимание на то, что использование VR-технологий является весьма дорогостоящим в связи с необходимостью закупки специального оборудования. Более того, их применение требует специального обучения как педагога, так и ученика. Наиболее доступными являются именно AR-технологии, практика применения которых на уроках химии подробно описана А.А. Белохвостовым и Е.Я. Аршанским : авторы показывают использование весьма несложных интерактивных платформ и программ, к которым могут быть отнесены и распространенные «онлайн-лаборатории», устанавливаемые сегодня даже на смартфоны. Их использование, на наш взгляд, может повысить познавательных интерес обучающихся. К тому же такие несложные интерактивные программы возможно создавать ученикам самостоятельно, что обеспечит межпредметные связи химии и информатики. В качестве примера можно привести разработанную нами ранее методику обучения проведения фотоколориметрии окрашенных растворов во время проведения внеурочных занятий, требующую проведение аппроксимации, что может быть реализовано программой MS Excel .
Отдельно требуется обратить внимание на довольно распространенную практику проведения «домашнего» химического эксперимента. К примеру, А.Э. Маганева описывает опыт выращивания кристаллов и приготовления карамели в домашних условиях, что позволяет на практике обучающимся рассмотреть физические и химические явления, происходящие с веществами . Н.А. Понамаревой описываются методики развития познавательной активности: в качестве примера приводится задача, требующая доказать наличие карбонатов в куриной скорлупе путем ее растворения в разбавленном растворе кислоты (например, уксусной) . Авторы считают, что данная практика является весьма эффективной и позволяет обучающимся соприкоснуться с «реальным экспериментом» в домашних условиях при невозможности сделать это в школьной лаборатории.
4. Дистанционное обучение как вызов традиционным методам обучения
Следует отметить, что отсутствие практических навыков обращения с химическим оборудованием (даже при условии успешного прохождения ГИА в 11 классе и поступлении на направление подготовки (специальность) химического профиля) сможет послужить препятствием для качественного освоения учебного плана образовательной программы высшего образования, так как классическое обучение химика в высшей школе требует регулярного нахождения студента в химической лаборатории, проведения синтезов, овладения методами анализа веществ и т.д., что предполагает наличие определенной подготовки к этому в рамках полученного школьного среднего общего образования.
При этом, как было отмечено ранее, особую роль изучение химической науки играет для формирования кадрового потенциала государства и как следствие обеспечения национальной безопасности страны. Cпециалисты считают, что ключевым фактором социально-экономического развития страны является формирование человеческого капитала , , который является во многом результатом социализации личности . Отметим, что нормальный ход социализации, который должен проходить при непосредственном нахождении ученика в образовательной организации, нарушается, когда ребенок учится, находясь дома и подключаясь к урокам с помощью компьютера или мобильного телефона. Таким образом, образование и воспитание молодого человека затруднено при отсутствии очного общения с преподавателями и другими учениками. Важное значение имеет и факт затрудненности проведения воспитательной работы, являющейся важнейшей компонентой образования как такового, при невозможности личного контакта с обучающимся.
Эти факты заставили многих специалистов пересмотреть традиционные методы преподавания, по всей видимости, сильно менее эффективные при работе в дистанционном формате. Т.А. Казакова в период пандемии COVID-19 отмечала вынужденную существенную перестройку учебного процесса , в том числе обновление функционала преподавателя, требующего особых подходов, например, к удержанию внимания обучающихся, верификации их академической честности и т.п. Отдельно А.Х. Гусевой показана практика адаптации содержания учебного процесса, направленная в том числе на усилении концентрации внимания студентов, организации их проектной деятельности с помощью компьютеров и смартфонов (планшетов) . При этом Е.И. Никитина и Е.В. Рогова констатируют повышение роли самоконтроля и самоорганизации обучающихся, занимающихся химией дистанционно, что требует и более строгих требований со стороны преподавателя, например, установление «жесткого» регламента сдачи письменных работ и пр. .
5. Заключение
Авторы считают, что дистанционное обучение учебному предмету химии может быть только вынужденной мерой, способствующей получению ребенком конституционного права на получение общего образования при невозможности реализации этого права в очном формате, как было показано ранее, например, при медицинских противопоказаниях к очному посещению занятий, физической затрудненности доставки обучающегося в образовательную организацию, ужесточением санитарно-эпидемиологических мер в силу различных причин и пр.
При этом невозможность очного непосредственного общения со сверстниками и с педагогами скорее будет иметь негативные последствия для развития личности и, следовательно, для общества в целом, а отсутствие возможности проведения лабораторных и практических работ снизит заинтересованность обучающихся химической наукой, создаст препятствие преемственности системы «школа-ВУЗ», что способно оказать в последствии негативное влияние на научно-технологическое развитие Российской Федерации в целом.