CHEMISTRY LESSONS IN THE CONTEXT OF DISTANCE LEARNING: PROSPECTS AND CHALLENGES FOR SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF THE RUSSIAN FEDERATION
CHEMISTRY LESSONS IN THE CONTEXT OF DISTANCE LEARNING: PROSPECTS AND CHALLENGES FOR SCIENTIFIC AND TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF THE RUSSIAN FEDERATION
Abstract
This paper is devoted to the importance of school chemistry education in the scientific and technological development of the Russian Federation, as well as the challenges and threats that have arisen in connection with the trend of conducting classes remotely, set by the sanitary and epidemiological situation during the COVID-19 pandemic. The features of the state final certification in chemistry during its distance learning are considered, as well as its impact on the study of chemical science within the framework of higher education programs. Arguments are given in favor of the fact that distance learning of chemistry can only be a forced measure that helps a child obtain the constitutional right to receive a general education when it is impossible to realize this right in person for one reason or another.
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.