Повышение мотивации обучающихся к изучению химии через проектно-исследовательскую деятельность

14.05.2022

Повышение мотивации обучающихся к изучению химии через проектно-исследовательскую деятельность

Повышение мотивации обучающихся к изучению химии через проектно-исследовательскую деятельность
В. В. Панькина*, Н. В. Жукова, О. А. Ляпина
ФГБОУ ВО «Мордовский государственный педагогический институт имени М. Е. Евсевьева», г. Саранск, Россия
*konakova_vv@mail.ru

Введение: в статье рассматриваются особенности использования проектно-исследовательской деятельности учащихся с целью повышения их мотивации к изучению химии.
Материалы и методы: в работе описана методика проведения исследовательских проектов, способствующая повышению мотивации обучающихся к изучению химии. Исследование проводилось на основе использования теоретических (изучение и анализ педагогической, научно-методической и учебной литературы) и эмпирических методов (педагогический эксперимент и опытно-экспериментальная работа).
Результаты исследования: сформулированы понятия «проектная деятельность» и «проектно-исследовательская деятельность», рассмотрены этапы проведения исследовательских проектов по химии и их содержание, осуществлена экспериментальная проверка эффективности использования проекта по теме «Изучение адсорбционной способности лекарственных сорбентов», по итогам которого анализировалась динамика мотивации учения учащихся 11-х классов, достигшая высокого уровня.
Обсуждения и заключения: в процессе проведенного исследования были отражены в обобщенном виде сущности таких категорий, как «проектная деятельность» и «проектно-исследовательская деятельность». С учетом названных понятий были представлены этапы реализации исследовательского проекта по теме «Изучение адсорбционной способности лекарственных сорбентов». Показана зависимость мотивации к изучению химии от использования в образовательном процессе проектно-исследовательской деятельности.
Ключевые слова: проектно-исследовательская деятельность, мотивация учения, школьное химическое образование, адсорбционная способность лекарственных сорбентов.
Благодарности: работа выполнена в рамках гранта на проведение научно-исследовательских работ по приоритетным направлениям научно-исследовательской деятельности вузов-партнеров по сетевому взаимодействию (ЮУрГГПУ и МГПИ) по теме «Развитие исследовательских умений обучающихся на уроках химии в основной школе».

Improving motivation of studying chemistry through design research activities
V. V. Pankina*, N. V. Zhukova, O. A. Lyapina
Mordovian State Pedagogical Institute, Saransk, Russia
*konakova_vv@mail.ru

Introduction: the article discusses the features of the use of design and research activities of students in order to increase their motivation to study chemistry.
Materials and Methods: the paper describes the methodology for conducting research projects that will increase the motivation of students to study chemistry. The study was based on the use of theoretical (the study and analysis of pedagogical, scientifically-methodical and educational literature) and empirical methods (pedagogical experiment and experimental work).
Results: the notions of “project activity” and “project research activity” were formulated, the stages of research projects in chemistry and their content were reviewed, an experimental test of the effectiveness of the use of the project “The study of the adsorption capacity of medicinal sorbents” was carried out, the results of which analyzed the dynamics of 11 grade students motivation reached a high level.
Discussions and Сonclusions: n the process of the study, the essence of such categories as “project activity” and “project-research activity” were reflected in a generalized form. Taking into account these concepts, the stages of a research project on the theme “Study of the adsorption capacity of medicinal sorbents” were presented. The dependence of the motivation to the study of chemistry on the use of design and research activities in the educational process is shown.
Key words: design and research activity, motivation of teaching, school chemical education, project «study of adsorption capacity of medicinal sorbents».
Acknowledgments: the research was supported within the framework of the project on research on priority directions of scientific activity of the universities-partniers in networking (South Ural State Humanitarian Pedagogical University and Mordovian State Pedagogical Institute) on the topic of «Development of research skills of students in chemistry lessons at primary school».

Введение
В содержательной составляющей федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) в качестве обязательной характеристики «портрета выпускника школы» выделена способность осуществлять учебно-исследовательскую и проектную деятельность.
Поэтому учителю важно иметь представление о сущности, структуре и основных этапах проведения исследовательских проектов. Однако, как показывают исследования ученых, в настоящее время «проектами» стали называть темы обычных уроков и разнообразные внеурочные мероприятия, которые имеют лишь отдаленное сходство с проектно-исследовательской деятельностью [1]. Это связано с тем, что учителя недостаточно понимают содержание, этапы и формы этого вида деятельности. Цель настоящей статьи – выявить влияние проектно-исследовательской  деятельности на мотивацию обучающихся к изучению химии. В соответствии с этим ставились следующие задачи: 1) на конкретном примере описать основные этапы проведения исследовательского проекта по химии; 2) выявить динамику мотивации учебной деятельности учащихся.
Обзор литературы
Анализ литературы нами осуществлялся по следующим направлениям: 1) выражению сущности категории «проектная деятельность»; 2) выяснению смысла и структуры понятия «проектно-исследовательская деятельность»; 3) определению его значения в отношении мотивации при изучении химии. В рамках первого направления мы проанализировали работы Н. К. Поливанова [2], Е. С. Полат [3], И. Ю. Малкова [4], в которых указывается на понимание «проектной деятельности» как специально организованной самостоятельной учебно-познавательной деятельности учащихся, направленной на решение личностно значимых образовательных задач и получение конкретного результата и продукта через активные способы действий. Такую трактовку мы использовали при выражении собственной формулировки дефиниции «проектная деятельность». Второе направление предполагало выделение общих критериев проектной и исследовательской деятельности, к которым отнесли формы организации совместной деятельности (индивидуальная, групповая и коллективная работа за рамками и в рамках урока) и этапы (действия) совместной деятельности учащихся (подготовка, планирование, исследование, результаты и выводы, представление результатов).
Таким образом, под проектно-исследовательской деятельностью мы понимаем совместную учебно-познавательную деятельность учителя и учащихся по проектированию индивидуального, группового или коллективного исследования, которое предполагает реализацию основных этапов его проведения. В рамках третьего направления мы изучили методические источники, в которых рассматриваются вопросы динамики мотивации к изучению химии с использованием исследовательских проектов во внеурочной деятельности [5–8]. Данные материалы нами использованы при подготовке и организации проектно-исследовательской деятельности с учащимися 11-х классов МОУ «СОШ № 39».
Материалы и методы
В качестве анализируемых материалов послужили аналитические данные о сущности понятий «проектная деятельность», «проектно-исследовательская деятельность»; результаты анкетирования учителей о сущности и особенностях проектно-исследовательской деятельности; результаты анкетирования учащихся о мотивации учения. Исследование проведено с использованием теоретических и эмпирических методов.
Среди них приоритетными являются анализ литературы, обобщение и систематизация материала о проектно-исследовательской деятельности, авторские прикладные разработки, педагогический эксперимент и опытно-экспериментальная работа. Апробация методики была осуществлена в МОУ «СОШ № 39» г. Саранска.
Результаты исследования
Содержательная составляющая федеральных государственных образовательных стандартов включает программу проектно-исследовательской деятельности и предполагает развитие исследовательских и учебных умений учащихся в совокупности. Под проектно-исследовательской деятельностью мы понимаем совместную учебно-познавательную деятельность учителя и учащихся по проектированию индивидуального, группового или коллективного исследования, которое предполагает реализацию основных этапов его проведения. К ним относятся: подготовка, планирование, исследование, результаты и выводы, представление результатов [9].
С целью изучения вопроса о том, как учителя химии понимают сущность и особенности проектно-исследовательской деятельности, какие виды исследовательских проектов реализуют во внеурочной работе, была составлена анкета. Полученные данные продемонстрировали, что многие из учителей допускают следующие ошибки при организации проектно-исследовательского обучения: 1) работа учащихся над исследовательским проектом рассматривается как самостоятельная, происходящая обособленно от учебно-воспитательного процесса; 2) традиционные технологии обучения сохраняются и направлены на усвоение учениками вложенной в программе совокупности знаний, умений и навыков; 3) отношение к проектному обучению характеризуется не как к ключевой педагогической технологии, а как к кружковой деятельности.
Нами также осуществлялась экспериментальная проверка эффективности использования проектно-исследовательской деятельности для повышения мотивации к изучению химии.
На первом этапе констатирующего педагогического исследования проводилось анкетирование учащихся 11 классов МОУ «СОШ № 39» г. Саранска на выявление уровня мотивации учения. С этой целью мы использовали методику, предложенную М. И. Лукьяновой [10]. Результаты обработки анкет представлены на рис. 1.











Рис. 1. Результаты констатирующего этапа педагогического исследования на выявление уровня мотивации учения (доли учащихся в %):
1 – преобладание внутренних мотивов над внешними;
2 – внутренние мотивы и внешние выражены в равной степени, однако преобладает избегание неудач в учебных действиях над стремлением к достижению успехов;
3 – внешние мотивы преобладают над внутренними, стремятся к успеху, но учебные мотивы реализуются в поведении довольно редко.

При анализе ответов были получены следующие данные: 1) высокий уровень мотивации отмечается лишь у 32 % учащихся (именно эта категория школьников с удовольствием работает над изучением дисциплин общеобразовательной программы, проявляет любознательность, ищет дополнительные знания за пределами школьных учебников); 2) большинство школьников (47 %) указали на то, что они не уверены в себе, боятся критики, с работой, где возможна неудача, у них связаны только отрицательные эмоции – у таких детей отсутствует активность в поведении.
На втором этапе проводилась опытно-экспериментальная работа с учащимися 11-х классов МОУ «СОШ № 39» по проекту «Изучение адсорбционной способности лекарственных сорбентов». Она содержала шесть этапов:
1. Подготовка. Определяется тема и цели проекта. Учащиеся должны быть мотивированы тематикой работы, поэтому учитель акцентирует их внимание на проекты, которые могут представлять интерес как самостоятельные научные исследования. Затем раскрывается методология научного познания и осуществляется помощь в постановке целей, обсуждается практическая направленность работы и выделяются вопросы, связанные с выполнением проекта. Учащиеся совместно с учителем составляют краткую аннотацию исследования:
Тема: «Изучение адсорбционной способности лекарственных сорбентов».
Цель исследования: провести сравнительное определение адсорбционной способности некоторых видов лекарственных сорбентов.
Задачи:
1) провести обзор литературных данных по видам адсорбции;
2) систематизировать литературные данные по видам и составам сорбентов, используемых в медицине;
3) провести сравнительный анализ адсорбционной способности некоторых лекарственных сорбентов.
4) выяснить зависимость адсорбции от концентрации адсорбата;
5) по результатам эксперимента разработать рекомендации к использованию анализируемых сорбентов.
2. Планирование. Учитель высказывает предположения, предлагает идеи, а учащиеся занимаются разработкой плана действий, формулировкой задач, выдвижением гипотезы, которая будет опровергнута или подтверждена на следующем этапе работы. По результатам обсуждения составляется план работы над проектом и указываются сроки его выполнения. Примерный план приведен ниже:
Учащиеся составляют план проведения исследования в соответствии с поставленными целями и задачами:
а) теоретический обзор литературных данных (адсорбция, виды и механизм, сорбенты, их классификация и применение);
б) экспериментальная часть (методика определения адсорбции кислоты на поверхности сорбента).
3. Исследование. Решаются промежуточные задачи, происходит обоснование экспериментального исследования. Учитель дает учащимся ссылку на популярную научную литературу, и они переходят к знакомству с ней, а также другими источниками информации, имеющимися по данной проблеме, составляют литературный обзор и обсуждают результаты своих поисков. После дискуссии учащиеся переходят к выполнению экспериментальной части исследования. В ее рамках изучаются принципы работы используемого оборудования, методика проведения эксперимента, подбираются необходимые реактивы. Затем происходит объяснение полученных данных или изучается причина необычного результата. При необходимости участники проекта обращаются за консультациями к специалистам вуза соответствующего профиля. Примерный план работы приведен ниже:
Учащиеся составляют теоретический анализ научной и учебно-методической литературы по формулированию понятия адсорбция, описанию ее видов и механизма адсорбции на границе раздела твердое тело-жидкость, классификации и отличительным признакам сорбентов, правилам их применения для очищения организма и существующим противопоказаниям.
После проведения теоретической работы учащиеся приступают к проведению практической части. Они изучают сущность метода титрования и используют его для определения адсорбции уксусной кислоты на поверхности сорбента. В ходе эксперимента учащиеся исследуют 3 образца наиболее популярных лекарственных сорбентов (активированный уголь, белый уголь, энтегнин). С помощью фотоэлектроколориметра получают экспериментальные данные зависимости сорбционной емкости от времени сорбции и массы лекарственного сорбента.
4. Результаты и выводы. Включает анализ собранной теоретической и экспериментальной информации, оформление результатов исследования и формулирование выводов.
После проведенного эксперимента учащиеся 11-х классов представляли табличные данные результатов определения адсорбции кислоты на поверхности анализируемых сорбентов, через 10 и 30 минут после сорбции, а также диаграммы зависимости сорбционной емкости лекарственных сорбентов от концентрации уксусной кислоты после сорбции. Формулировали вывод, что с увеличением концентрации уксусной кислоты и одновременно с увеличением времени сорбции, сорбционная емкость лекарственных сорбентов возрастает. В соответствии с полученными данными делали выводы о преимущстве энтегнина и активированного угля.
5. Представление результатов. Происходит демонстрация полученных данных с использованием разных видов отчета: устного, устного с представлением наглядных материалов, с проведением химического опыта, представлением самостоятельно выполненных моделей; письменного: реферат, статья, отчет и др. В отчете обязательными являются следующие разделы: цель, задачи, теоретический обзор литературы, описание экспериментальной части, выводы, список использованной литературы. Для демонстрации презентации выполненного проекта используют компьютерные технологии.
Полученные результаты были оформлены в виде проектно-исследовательской работы и для участия в XIX конкурсе учебно-исследовательских и проектных работ учащихся «Школьники города – науке XXI века», секция химия, Саранск, 2017.
6. Оценка процесса и результата. Учащиеся принимают участие в оценке проекта: дают самооценку и обсуждают его. Учитель оценивает деятельность школьников, качество источников информации, возможности продолжения работы, неиспользованные ресурсы, качество отчета. Оценочно-рефлексивный этап очень важен. Проект, осуществленный не очень удачно, также имеет положительное педагогическое значение. У учащихся пропадает страх перед неверным высказыванием, совершенствуется творческое воображение, преодолевается психологическая инерция, отрабатываются технологии выполнения различных заданий.
По результатам выступления в XIX конкурсе учебно-исследовательских и проектных работ учащихся «Школьники города – науке XXI века», секция химия, Саранск 2017 учащиеся 11-х классов МОУ «СОШ № 39» получили диплом «Победителя».
После завершения исследовательской работы над проектом мы провели повторное анкетирование «Методика изучения мотивации учения» учащихся 11 классов МОУ «СОШ № 39» г. Саранска. Результаты исследования представлены на рис. 2.









Рис. 2. Результаты формирующего этапа педагогического исследования на выявление уровня мотивации учения (доли учащихся в %):
1 – преобладание внутренних мотивов над внешними;
2 – внутренние мотивы и внешние выражены в равной степени;
3 – внешние мотивы преобладают над внутренними.

Данные диаграммы показывают, что после выполнения научно-исследовательского проекта отмечается увеличение на 20 % доли учащихся с повышенным уровнем мотивации к учению.
Обсуждение и заключения
На основе вышесказанного можно утверждать, что проектно-исследовательская деятельность позволяет углублять и расширять знания, полученные на уроке, а также позволяет приобретать новые знания по проблематике проекта. Учитель, чтобы эффективно руководить проектной деятельностью учащихся, должен иметь хорошую методическую и предметную подготовку, ясное представление о сущности, структуре, содержании исследовательского проекта. Работа над исследовательским проектом должна осуществляться последовательно через соответствующие этапы: подготовка, планирование, исследование, результаты и выводы, представление результатов. Необходимо отметить, что химия наука экспериментальная, поэтому проведение исследовательских проектов в общеобразовательных школах будет создавать дополнительный стимул для старшеклассников к изучению предмета. Проведенная опытно-экспериментальная работа с учащимися 11 класса МОУ «СОШ № 39» по проекту «Изучение адсорбционной способности лекарственных сорбентов» позволила сделать вывод, что проектно-исследовательская деятельность является средством повышения мотивации к обучению химии.

Список использованных источников

1.    Кузнецова Т. В. Организация проектно-исследовательской деятельности младших школьников как способ реализации компетентностного подхода в образовании // Компетентностное обновление на разных ступенях образования : коллект. монография / под ред. С. И. Поздеевой. Томск : Изд-во Том. гос. пед. ун-та, 2010. С. 33–57.
2.    Поливанова К. Н. Проектная деятельность школьников : пособие для учителя. М. : Просвещение, 2008. С. 17–31.
3.    Полат Е. С., Бухаркина М. Ю., Моисеева М. В., Петров А. Е. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. М. : Академия, 2003. 272 с.
4.    Малкова И. Ю. Концепция и практика организации образовательного проектирования в инновационной школе : автореф. дис. … д-ра пед. наук. Томск, 2008. 41с.
5.    Панькина В. В., Жукова Н. В., Синичкин Д. Е. Формирование исследовательских умений у учащихся 9-х классов на уроках химии // Перспективы науки и образования. 2018. № 2 (32). С. 129–133.
6.    Попова Т. В. Использование проектных технологий в формировании общих компетенций у обучающихся на уроках химии в условиях школьного образования // Научный альманах. 2016. № 2–2 (16). С. 218–223.
7.    Порядина А. Ю. Проектная деятельность по химии со школьниками // Современные образовательные технологии в мировом учебно-воспитатель-ном пространстве. 2015. № 1. С. 118–123.
8.    Ролдугина Е. Н. Об организации проектно-исследовательской деятельности // Химия в школе. 2015. № 3. С. 21–25.
9.    Лисичкин Г. В. Методика проектной деятельности в школьном химическом образовании // Вестник Московского университета. Серия 20: Педагогическое образование. 2017. № 2. С. 60–71.
10.    Лукьянова М. И., Калинина Н. В. Учебная деятельность школьников: сущность и возможности формирования. Ульяновск : ИПК ПРО, 1998. 64 с.