Формування компетентності з хімічної безпеки як педагогічна проблема у світлі підготовки майбутніх учителів хімії

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Формування компетентності з хімічної безпеки як педагогічна проблема у світлі підготовки майбутніх учителів хімії

А.А.Іщенко

У статті розглянуто сучасні наукові інтерпритації поняття хімічна безпека. Обгрунтовано сутність та наведено підходи до формування компетентності з хімічної безпеки у світлі підготовки майбутніх учителів хімії в Національному педагогічному університеті імені М.П. Драгоманова.

Ключові слова: хімічна безпека, компетентність з хімічної безпеки, підготовка вчителя хімії. компетентність хімічний безпека учитель

ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЕТЕНТНОСТИ ПО ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ КАК ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА В СВЕТЕ ПОДГОТОВКИ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ХИМИИ

А.А.Ищенко

В статье рассмотрены современные научные интерпретации понятия химическая безопасность. Обоснованно сущность и приведены подходы к формированию компетентности по химической безопасности в свете подготовки будущих учителей химии в Национальном педагогическом университете имени М.П. Драгоманова.

Ключевые слова: химическая безопасность, компетентность по химической безопасности, подготовка учителя химии.

CONSIDERING OF CHEMICAL SAFETY COMPETENCE FORMATION AS THE PEDAGOGICAL ISSUE IN THE PROCESS OF FUTURE CHEMISTRY TEACHERS' TRAINING

A.A.Ischenko

The chemical safety competence is the inalienable constituent of professional preparation of chemistry teachers. The contemporary essence of the concept «chemical safety» is considered. The main scientific approaches to the defined problem are grounded and suggested. Basic aspects of knowledge, cognitive and practical abilities and skills necessary for forming chemical safety competence are presented. The approved methodology of the stage-by-stage forming of chemical safety competence is considered in the preparation of future teachers of chemistry in the National pedagogical Dragomanov University within the framework of the variant special course the «Basis of chemical safety».

The necessity of chemical safety competence further development and application in base normative educational disciplines: inorganic, organic, physical and analytical chemistry has been proved.

Keywords: chemical safety, chemical safety competence, chemistry teacher training.

Постановка проблеми. Реформування освітньої системи України відповідно до міжнародних стандартів та набуття чинності закону «Про вищу освіту» актуалізують проблеми фахової підготовки майбутніх учителів хімії.

Сучасні вимоги до рівня кваліфікації та конкурентоздатності педагога сформовані з урахуванням фахових компетентностей. Учитель хімії ХХІ ст. повинен бути компетентним насамперед у галузі хімії, а також суміжних галузях знань, орієнтуватися у великому обсязі інформації та вміти аналізувати її відповідно до завдань і потреб сьогодення. Під час підготовки вчителя хімії необхідно враховувати підходи до побудови та вивчення курсу хімії в загальноосвітніх навчальних закладах, оскільки оновлена програма з хімії для 7-9 класів [1] передбачає більш глибоку реалізацію принципів інтеграції, диференціації, гуманізації, зв'язку теорії з життям. Варто зауважити, що в пояснювальній записці цієї програми висвітлюють необхідність застосування компетентнісного підходу, формування предметної і ключової компетентностей учня, його екологічної культури та навичок безпечного поводження з речовинами [1].

Аналіз актуальних досліджень. Упровадження компетентнісного підходу в навчальний процес вищої школи досліджене досить ґрунтовно в науковому доробку В.П. Беспалька, А.О. Вербицького, А.М. Бойка, С.П. Бондаря, С.У. Гончаренка, Б.Д. Ельконіна, І.О. Зимньої, А.К. Маркової, О.В. Овчарук,1. Пометун, Дж. Равена, О.Я. Савченко, А.В. Хуторського.

Застосування компетентнісного підходу та деякі аспекти формування фахових компетентностей майбутнього вчителя хімії досліджено О.М. Бабенко, Л.П. Величко, А.К. Грабовим, С.В. Грузновою,М. Курмаковою, Н.І. Лукашовою, П.В. Самойленком, В.І. Старостою, В.С. Толмачовою, Н.Н. Чайченко,І. Шиян, О.Г. Ярошенко. Формування загальнопредметних компетентностей з природничих дисциплін у професійній підготовці майбутніх учителів біології та хімії обґрунтовано в дисертаційній роботі

В. Шмиголь [2]. Проблему формування дослідницької компетентності майбутнього вчителя хімії в системі вищої освіти вивчала Л.В. Бурчак [3].

Однак, незважаючи на велику низку наукових праць, у вітчизняній педагогічній літературі відсутні роботи щодо висвітлення єдиних вимог до переліку та структури фахових компетентностей майбутнього вчителя хімії, бракує публікацій, у яких наведений аналіз їхнього рангування.

У країнах ЄС в рамках проекту «Гармонізація освітніх структур в Європі» (Tuning Educational Structures in Europe) [4] проведено комплексне дослідження щодо визначення фахових компетентностей євробакалавра хімії та визначено когнітивні уміння й навички з предметної галузі. У цьому переліку зазначено уміння демонструвати знання та розуміння основних фактів, концепцій, правил і теорій, застосовувати ці знання та навички для розв'язання якісних і кількісних задач, оперувати одиницями вимірювання на практиці. Серед навичок зазначено оцінювання, інтерпретація, синтез інформації та даних, презентація наукового матеріалу для поінформованої аудиторії, обробка хімічних даних. Практичні уміння євробакалавра хімії полягають у володінні навичками безпечного використання хімічних матеріалів з урахуванням їхніх фізико-хімічних властивостей та відповідних можливих ризиків, моніторингу хімічних процесів і об'єктів, та уміннями проведення стандартних лабораторних процедур і використання інструментарію в синтетичній та аналітичній роботі з органічними і неорганічними системами, інтерпретації даних, отриманих у результаті лабораторних спостережень та вимірювань [4]. Також у рамках проекту [5] проведено дослідження щодо пріоритетності формування загальних компетентностей випускників. Дев'яте місце (з тридцяти одного) займає компетентність, яка орієнтує на особисту безпеку під час роботи, а двадцять восьму позицію посідає екологічна безпека.

Відтак, актуальним постає питання підготовки майбутніх учителів хімії у світлі компетентності з хімічної безпеки відповідно до міжнародних стандартів та пріоритетних завдань.

Мета статті полягає в обґрунтуванні шляхів формування компетентності з хімічної безпеки в майбутніх учителів хімії.

Виклад основного матеріалу. На сьогодні не існує єдиного підходу до формулювання визначення поняття «хімічна безпека». У науково-педагогічній літературі наведено кілька трактувань цього поняття, які відповідають двом різним підходам.

Відповідно до першого підходу поняття «хімічна безпека» розглядають у рамках поняття «цивільна безпека та безпека життєдіяльності» як складову техногенних небезпек та їхніх наслідків.

У визначенні поняття «хімічна безпека» відображено стан захищеності суспільства, кожного громадянина, економіки й довколишнього середовища в межах території країни від негативного впливу або небезпек, спричинених безпосередньо або опосередковано факторами хімічного характеру, природного або антропогенного походження [6].

В.О.Владіміров, В.І.Ізмалков, О.В.Ізмалков наводять визначення хімічної безпеки в розширеному форматі [7]. Хімічна безпека - це стан, за якого шляхом дотримання правових норм та санітарно- гігієнічних правил, виконання інженерно-технічних і технологічних вимог, а також проведення відповідних організаційних та спеціальних заходів неможливі умови хімічного ураження людей, сільськогосподарських тварин і рослин, забруднення довкілля небезпечними хімічними речовинами унаслідок виникнення ситуацій, у разі яких такі речовини як індивідуально, так і в сукупності можуть надавати різний за тривалістю, періодичністю, якісним, кількісним та іншими параметрами оборотній або необоротній вплив на живі й неживі об'єкти біосфери [7].

За Г.А.Євтюгіним [8], хімічна безпека - це галузь людської діяльності, спрямована на попередження негативного впливу хімічних речовин на здоров'я людини, а також зменшення наслідків таких впливів, що виникають у результаті техногенних чинників.

Відповідно до другого підходу, хімічну безпеку розглядають у контексті міжнародних нормативно- правових документів щодо роботи та поводження з хімічними речовинами, які знайшли відображення в змісті Базельської, Роттердамської, Стокгольмської конвенцій; Узгодженої на глобальному рівні системи класифікації та маркування хімічних речовин; Міжнародної програми з хімічної безпеки; Міжнародної конференції з управління в галузі хімічних речовин; Стратегічного підходу до міжнародного регулювання хімічними речовинами; Глобального плану дій; Програми Організації Об'єднаних Націй (ООН) з проблем довкілля. Аналіз складових хімічної безпеки наведено у табл. 1.

Таблиця 1

Хімічна безпека в змісті міжнародних нормативно-правових документів

У контексті імплементації та ратифікації проаналізованих нормативно-правових документів дещо розширено розуміння поняття «хімічна безпека». Згідно з сучасним формулюванням, хімічна безпека - це відсутність шкідливої дії, яка виникає внаслідок дії хімічних речовин.

Петросян В.С. під хімічною безпекою розуміє відсутність у людини та біоти стресів, обумовлених дією хімічних речовин, оскільки вплив пріоритетних органічних, неорганічних та металорганічних токсикантів незначний [13].

Пак М.С. поняття хімічної безпеки трактує як проблему захисту людини, соціуму та природного середовища від шкідливого впливу хімічних речовин [ 14].

У публікаціях Толмачової В.С. поняття хімічної безпеки пов'язано з життєвим циклом хімічної продукції, тому хімічна безпека - це комплекс заходів, спрямованих на запобігання коротко- чи довготривалих шкідливих впливів хімічних речовин, а також потенційної загрози для здоров'я людини та довкілля, пов'язаних з їх дією упродовж усього їхнього життєвого циклу [15]. Таким чином, хімічну безпеку варто розглядати як сукупність нормативно-правових та практичних заходів, які мінімізують негативний уплив хімічних речовин під час їх виробництва, зберігання, транспортування, реалізації, використання та утилізації. На основі аналізу поняття «хімічна безпека» розглянемо підходи до формування компетентності з хімічної безпеки в майбутніх учителів хімії.

Відповідно до Закону України «Про вищу освіту», компетентність - динамічна комбінація знань, умінь і практичних навичок, способів мислення, професійних, світоглядних і громадянських якостей, морально-етичних цінностей, яка визначає здатність особи успішно здійснювати професійну та подальшу навчальну діяльність і є результатом навчання на певному рівні вищої освіти [16].

Для того, щоб майбутній учитель хімії був компетентним у галузі хімічної безпеки, необхідно володіти відповідним понятійним апаратом для характеристики речовин: токсин, токсикант, токсичність, гранично допустима концентрація (ГДК), добова допустима доза (ДДД), порогова доза, токсично несмертельна доза, токсично смертельна доза, напівлетальна доза (ЛД50), напівлетальна концентрація (ЛС50), кумуляція, коефіцієнт кумуляції, сенсибілізація, персистентність, канцероген, мутаген.

Теоретичну складову компетентності з хімічної безпеки можна представити знаннями про хімічну безпеку; небезпечні хімічні речовини, їхні властивості та використання; марковання хімікатів; неорганічні та органічні токсиканти, канцерогени, мутагени, стійкі органічні забрудники, небезпечні пестициди; поліхлоровані біфеніли; діоксиноподібні сполуки; поліциклічні ароматичні вуглеводні; харчові добавки;

косметичні та синтетичні мийні засоби; основні нормативно-правові документи, що регулюють питання хімічної безпеки.

До практичної складової належать сформовані уміння класифікувати та розпізнавати за будовою небезпечні хімічні речовини: пестициди СОЗ, діоксиноподібні сполуки, поліхлоровані біфеніли, поліциклічні ароматичні вуглеводні, харчові добавки; аналоги й метаболіти дихлородифенілтрихлороетану (ДДТ); наводити приклади структурних формул неорганічних та органічних токсикантів; складати картки безпеки для хімічних сполук; пояснювати правила роботи, зберігання та утилізації хімічних речовин та токсикантів; обґрунтовувати негативний вплив на здоров'я й довкілля небезпечних хімічних речовин; встановлювати причиново-наслідкові зв'язки між будовою й токсикологічним впливом хімічних сполук; порівнювати хімічні властивості, стійкість, здатність до накопичення, токсичність СОЗ; узагальнювати знання про міжнародні підходи щодо розв'язання проблеми виробництва, використання та утилізації небезпечних хімічних речовин.

Компетентність з хімічної безпеки необхідно формувати як надпредметну складову фахової підготовки майбутніх учителів хімії в контексті вивчення базових навчальних дисциплін - неорганічної, органічної, фізичної та аналітичної хімії (рис. 1).

Рис. 1. Формування компетентності з хімічної безпеки в майбутніх учителів хімії.

Для ефетивного засвоєння теоретичних знань та розуміння основних складових хімічної безпеки необхідно орієнтуватися у великому обсязі інформації, оперувати сучасними даними, виокремлювати головні характеристики та критично їх оцінювати. Відповідні когнітивні та практичні навички формують у курсі «Інформаційні технології в хімії» (нормативна частина циклу природничо-наукової підготовки бакалавра хімії) [17]. Майбутні учителі хімії знайомляться з деякими елементами хемоінформатики, а саме способами ефективного пошуку хімічної інформації в мережі Інтернет за допомогою реєстраційних номерів. Для ефективної роботи з хімічною інформацією на різних порталах студенти вивчають формати й можливості використання найбільш відомих реєстраційних номерів (CAS, ЕС, UN, RTECS, PubChem), а також працюють з відповідними науково-технічними базами даних (Chemical Abstracts Service - CAS, Registry of Toxic Effects of Chemical Substances - RTECS, PubChem, ChemIDplus Advanced) та довідниковими ресурсами (Scirus, Scopus, Сигла, Institut fur Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung - IFA).

Базовою навчальною дисципліною для формування понятійного апарату, засвоєння знань та розуміння ключових питань хімічної безпеки є спецкурс «Основи хімічної безпеки» (варіативна частина циклу природничо-наукової підготовки бакалавра хімії) [18]. Програма навчальної дисципліни відповідає сучасним уявленням щодо комплексу заходів і основних складових хімічної безпеки. Під час вивчення навчального матеріалу передбачено поетапне формування компетентності з хімічної безпеки в майбутніх учителів хімії.

У змістовому модулі 1. «Загальні поняття хімічної безпеки. Марковання хімічних речовин» студенти вивчають параметри токсикологічної характеристики речовини; класифікацію токсикантів; механізми токсичної дії небезпечних хімічних речовин; способи надходження, біотрансформації та виведення токсикантів з організму; види та класи небезпек; елементи марковання (піктограми або знаки небезпеки, сигнальні слова, коротку характеристику небезпеки або Н-фрази, заходи щодо попередження небезпеки або Р-фрази). Формування когнітивних і практичних навичок та умінь щодо основних понять хімічної безпеки здійснюється під час виконання лабораторних робіт, на яких майбутні учителі хімії досліджують механізми фізіологічного впливу хімічних речовин, способи виведення токсикантів з організму, ефективність використання адсорбентів різної природи. Використовуючи сформовані уміння та навички пошуку хімічної інформації, студенти відповідно до індивідуальних завдань розробляють картки безпеки для різних гомологічних рядів вуглеводнів та їх функціональних похідних, аналізують види та класи небезпеки гомологів та ізомерів, роблять висновки про залежність виду небезпеки та токсикологічних властивостей від довжини, розгалуженості карбонового ланцюга та наявності певної характеристичної групи.

У змістовому модулі 2. «Неорганічні та органічні токсиканти» передбачено теоретичне студіювання небезпечних хімічних речовин неорганічного та органічного походження в контексті хімічної безпеки. З цією метою розроблено та апробовано наступний алгоритм, де вивчається: токсикологічна характеристика; історична довідка, обумовлена токсикологічними властивостями; марковання; джерела надходження токсиканта у довкілля та організм людини. Неорганічні речовини розглядають через порівняння токсикологічних властивостей простих речовин та відповідних оксидів, їх гідратів і солей. Органічні токсиканти вивчають у контексті взаємозв'язку будова - токсикологічні властивості. Формування когнітивних та практичних навичок і умінь відбувається під час виконання індивідуальних завдань та лабораторних робіт. Майбутні учителі хімії досліджують вплив солей важких металів на коагуляцію білків рослинного й тваринного походження; проводять виявлення важких металів та фосфатів в об'єктах довкілля; аналізують механізми дії антидотів різної природи; визначають якісний склад харчових продуктів, побутових хімікатів, косметичних засобів. У рамках самостійної роботи студенти виконують індивідуальні проекти, наприклад, за зазначеним алгоритмом розробляють картки безпеки для простих речовин і сполук певного хімічного елемента, аналізують залежність між токсикологічними властивостями речовин та місцезнаходженням хімічного елемента в періодичній системі Д.І. Менделєєва. Також майбутні учителі хімії знаходять відомості про діючий склад пестицидних препаратів, дозволених до використання в Україні, порівнюють дані щодо їхнього використання в країнах ЄС, розробляють для них картки безпеки.

З метою студіювання змістового модуля 3. «Хімічна безпека у світі та в Україні» розроблено та апробовано алгоритм вивчення міжнародних підходів у галузі хімічної безпеки, який включає розгляд сфер застосування, визначення основних понять, аналіз статей та додатків, виокремлення ролі освіти та просвіти для реалізації поставлених завдань і мети конвенції або документу, порівняння сучасного стану практичного впровадження міжнародного договору в Україні та світі. Під час вивчення матеріалів Базельської, Роттердамської, Стокгольмської конвенцій, Узгодженої на глобальному рівні системи класифікації та маркування хімічних речовин; Міжнародної програми з хімічної безпеки; Міжнародної конференції з управління в галузі хімічних речовин; Стратегічного підходу до міжнародного регулювання хімічними речовинами; Глобального плану дій; Програми Організації Об'єднаних Націй з довколишнього середовища студенти систематизують, узагальнюють і практично застосовують отримані знання щодо неорганічних, органічних токсикантів та пріоритетних забрудників.

Хімічна безпека - це надпредметне поняття, тому компетентність з хімічної безпеки неможливо формувати лише засобом одного предмета. Сформовані за допомогою спецкурсу «Основи хімічної безпеки» знання, розуміння, когнітивні та практичні уміння й навички в галузі хімічної безпеки необхідно поглиблювати та розвивати в базових навчальних дисциплінах - неорганічній, органічній, фізичній, аналітичній хімії. Оскільки готовність та здатність студентів успішно здійснювати професійну та подальшу навчальну діяльність, оперуючи знаннями, уміннями й практичними навичками щодо основних складових хімічної безпеки свідчить про сформованість у майбутніх учителів хімії компетентності з хімічної безпеки.

Висновки

Компетентність з хімічної безпеки є невід'ємною складовою професійної підготовки вчителів хімії. Нами висвітлено сучасну сутність поняття «хімічна безпека», наведено перелік знань, когнітивних і практичних умінь та навичок, необхідних для формування компетентності з хімічної безпеки. Розглянуто апробовану методику поетапного формування компетентності з хімічної безпеки під час підготовки майбутніх учителів хімії в Національному педагогічному університеті імені М.П.

Драгоманова в рамках варіативного спецкурсу «Основи хімічної безпеки». Обґрунтовано необхідність її подальшого розвитку й застосування в базових нормативних навчальних дисциплінах: неорганічній, органічній, фізичній та аналітичній хімії.

Перспективи подальших досліджень у цьому напрямку вбачаємо в обґрунтуванні та розробці моделі формування компетентності з хімічної безпеки в майбутніх учителів хімії.

Література

Програма для загальноосвітніх навчальних закладів «Хімія 7 - 9 клас» [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.mon.gov.ua/ua/pr-viddil/4216/

Шмиголь І.В. Формування загальнопредметних компетентностей з природничих дисциплін у професійній підготовці майбутніх учителів біології та хімії: автореф. дис. канд. пед. наук: 13.00.04 «Теорія та методика професійної освіти» / І. В. Шмиголь. - Черкаси, 2014. - 20 с.

Бурчак Л.В. Формування дослідницької компетентності майбутнього вчителя хімії в системі вищої освіти: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. пед. наук: спец. 13.00.04 «Теорія та методика професійної освіти» / Л. В. Бурчак. - Полтава, 2011. - 23 с.

Reference Points for the Design and Delivery of Degree Programmes in Chemistri [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://www.unideusto.org /tuningeu/images/stories/Publications/CHEMISTRY_FOR_WEBSITE.pdf

Рашкевич Ю.М. Болонський процес та нова парадигма вищої освіти: монографія / Ю.М. Рашкевич. - Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2014. - 168 с.

Путин С.Б. Комплексная система химической безопасности России: теоретические основы и принципы построения / С.Б. Путин, В.Д. Самарин. - М.: Машиностроение, 2010. - 280 с.

Владимиров В.А. Оценка риска и управление техногенной безопасностью / В.А. Владимиров, В.И. Измалков, А.В. Измалков. - М. : ФИД «Деловой экспресс», 2002. - 184 с.

Евтюгин Г.А. Проблемы безопасности среды обитания человека. Часть 1. - Безопасность жилища [Электронный ресурс] / Г.А. Евтюгин, Г.К. Будников, Е.Е. Стойкова. - Режим доступа: http://old.kptu.ru/t7/bin_tiles/chem0020.pdf

Базельская конвенция о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением. - ЮНЕП, 2011. - 140 с.

Руководство для назначенных национальных органов по вопросам функционирования Роттердамской конвенции. - Женева/Рим: Секретариат Роттердамской конвенции, 2006. - 150 с.

Размещено на Allbest.ru