Хімічні епоніми у навчанні студентів:сутнісні знання чи зовнішнє впізнання

The didactic principle of educative teaching is important for quality education. A positive example is generally accepted as an educative method. With this method, one can use biographies of scholars, whose names are part of numerous scientific eponyms (terms that derived from names and denote concepts, phenomena, laws, theories, inventions, etc.). According to the principles of humanization and historicism, declared in national documents on education, eponyms can be used as a means of education when studying natural disciplines.

The research goal was to assess the knowledge of chemical eponyms and to identify the relationship between their reflexive understanding and solid knowledge in university students from different countries - Belarus and the USA.

For the Internet survey, an original 27-question questionnaire was developed. The collected data analysis, calculating descriptive (mean, standard deviations, and dispersion) and inferential (Mann-Whitney and Pearson tests) statistics was carried out using IBM® SPSS®.

It was foundfrom the survey, that students from both countries better identify chemical eponyms by association than by their content (essence). Belarusian respondents demonstrated somewhat higher knowledge of eponyms than American respondents, which can be explained by the sample s properties (Belarusians had a more representative share of students majoring in chemistry), schedule, and duration of chemistry classes. Recognition of chemical eponyms is facilitated by their repetition, uniqueness, and phoneticity. The leading factor of good knowledge is high motivation for mastering them, which in turn is determined by the chosen major - the most motivated in this respect were students ofthe profiling major «Chemistry» and «Teaching Chemistry».

The research materials and the results obtained will be useful for chemistry instructors and chemistry teachers when developing lessons, lecture courses, series of workshops and laboratory classes, as well as in the preparation of teaching aids and authoring textbooks.

Key words: chemical education, eponym, history of chemistry, humanization of education, methods of chemistry, questionnaire.

Основна частина

Вступ. Епонім - слово грецького походження, що означає явище, закон, теорію, принцип, винахід і т.д., назване на ім'я першовідкривача. Раніше вивчені у філологічному [1], історичному [2], культурно-філософському [3], етичному [4] аспектах, епоніми привертають увагу й у педагогічній науці.

Дидактичний потенціал епонімів (відоміших серед вчителів-природників як іменні назви) обумовлений тим, що вони є частиною змісту природничих наук [5]. Майбутні хіміки та вчителі хімії повинні знати епоніми з тієї простої причини, що вони є частиною предмета хімії. Для хіміка епонім є свого роду «опорним сигналом», який безпосередньо пов'язує, наприклад, іменну реакцію з її механізмом і структурами реагентів, іменне рівняння - із змінними та константами, що входять до нього, іменний посуд - з пристроєм та іншим пов'язаним з ним обладнанням. Методологічно корисним з погляду міждисциплінарних зв'язків є формальна схожість утворення та зміни, з одного боку, хімічних епонімів як мовних одиниць, а з другого боку, молекул як хімічних одиниць з допомогою метафори освітнього Всесвіту [6; 7]. Таким чином, епоніми відіграють істотну роль у навчальній та практичній експериментальній роботі хіміка.

За бажанням викладача або вчителя реакція Гофмана, конденсація Клайзена, перегрупування Мервейна, основи Шиффа, сіль Бертолле, рівняння Нернста, число Авогадро, константа Планка, колба Ерленмейєра, пальник Бунзена та інші епоніми можна розгорнути в історичні розповіді, що передбачають принципи гуманізації та історизму, які декларуються в державних документах про освіту в багатьох країнах. До історизму, зокрема, відноситься використання у шкільному курсі відомостей з історії розвитку хімічної науки, а також матеріалу про діяльність видатних вчених-хіміків. Використання цього принципу сприяє реалізації низки виховних завдань. Епоніми залишаються важливими як у середній, так і у вищій освіті [8].

Мета дослідження - оцінка знання хімічних епонімів та виялення взаємозв'язок між їх рефлексивним розумінням та міцним знанням у студентів ВНЗ різних країн - Білорусі та США. Як базу для міжнародних досліджень було обрано Орегонський університет (UO) та Білоруський державний університет (БДУ). Американські студенти (n=250; 85 юнаків та 165 дівчат) вивчали загальну та органічну хімію навесні (повний навчальний рік) та влітку, білоруські студенти (n=22; 10 юнаків та 12 дівчат) вивчали загальну хімію навесні. Загалом у дослідженні взяли участь п'ять груп [9].

Було розроблено відповідну онлайн-анкету (https://oregon.qualtrюs.com/SE/? SГО=SV_6PUQWc0FtKnsbHv). її перша частина була спрямована на вивчення знання епонімів студентами з асоціації. Було запропоновано асоціювати прізвища хіміків: 1) Арреніус, Нернст, Шредінгер; 2) Гейзенберг, Ле Шательє, Паулі; 3) Генрі, Гесс, Рауль, Шарль; 4) Планк, Рідберг - з категоріями: рівняння, принцип, закон, константа.

Друга частина анкети була спрямована на вивчення знань учнів про епоніми за змістом. У ньому фігурували імена тих самих учених, пов'язані зі стійкими епонімами. Було запропоновано відповісти на такі питання:

1. Який вчений це постулював? EY= HY(Шредінгер)

2. Який вчений це сформулював? «Атом не може мати двох електронів з усіма чотирма однаковими квантовими числами». (Паулі)

3. Який вчений це запровадив? R= 1,096776*107 м (Рідберг)

4. Який вчений це сформулював? «Якщо на систему, яка перебуває у стані стійкої рівноваги, впливати ззовні, змінюючи якусь із умов рівноваги (температуру, тиск, концентрацію), то в системі посилюються процеси, спрямовані на протидію змінам». (Ле Шательє)

5. Який вчений це винайшов? k= A*e-^Ea/(RT) (Ареніус)

6. Який вчений це встановив? ДН = X (AH°_f, _{продукти}) - X (AH°_f, _{реагенти}) (Гес)

7. Який вчений це встановив? «При постійній температурі розчинність газу в даній рідині прямо пропорційна тиску цього газу над розчином». (Генрі)

8. Який вчений це встановив? E_cell= E°_cell - (RT/zF)*lnQ(Нернст)

9. Який вчений це встановив? «Відносне зменшення тиску насиченої пари розчинника над розчином пропорційно мольній частці розчиненої речовини». (Рауль)

10. Який вчений це запровадив? h= 6,62606957 (29)*10^-34 Дж * с (Планк)

11. Який вчений це встановив? «Неможливо одночасно з точністю визначити координати та швидкість квантової частинки». (Гейзенберг)

12. Який вчений це встановив? «Тиск газу фіксованої маси та фіксованого об'єму прямо пропорційно до абсолютної температури газу». (Шарль)

Хоча всі перелічені епоніми вивчаються в курсах хімії обох країн, останнє питання (12) мало різне формулювання для американських та білоруських студентів. У США законом Шарля називають те, що у Білорусі вивчають як закон Гей-Люссака. Білоруський закон Шарля відомий у США як закон Амонтона. Це приклад епонімної незбіжності при перекладі [10].

Наступні частини анкети стосувалися статі студентів, їхнього фаху, підсумкової оцінки за курс, а також особистого сприйняття хімічних епонімів та ставлення до них.

Протягом двох років посилання на анкету розсилалося студентам електронною поштою в останній тиждень курсу, після того, як вони отримували підсумкову оцінку. На заповнення анкети було дано тиждень. При цьому враховувалися етичні вимоги до онлайн-досліджень, щоб не викликати психологічний дискомфорт у студентів [11].

Результати анкети представлені у табл. 1. Для розрахунку показників описової та логічної статистики використовувався IBM® SPSS® (StatisticalPackageforSocialSciences) версії 24 для комп'ютерів Apple.

Тест Манна-Уітні показав таке:

1) у знанні епонімів за асоціацією американські студенти, які вивчали загальну хімію навесні, мали значно нижчий середній рівень, ніж:

- американські студенти, які вивчали загальну хімію влітку:

U = 720, z-показник = -5,81621 при p<0,01;

- американські студенти, які вивчали органічну хімію навесні:

U= 1224, z-показник = -5,12688 при p<0,05;

- американські студенти, які вивчали органічну хімію влітку:

U= 1176, z-показник = -5,85566 при p<0,01;

- білоруські студенти, які вивчали загальну хімію навесні:

U= 276, z-показник = -5,1375 при p<0,01.

2) у знанні епонімів за змістом білоруські студенти, які вивчали навесні загальну хімію, мали достовірно більш високий середній рівень, ніж:

- американські студенти, які вивчали загальну хімію навесні:

U= 255, z-показник = -5,29604 при p<0,01;

- американські студенти, які вивчали загальну хімію влітку:

U= 168, z-показник = -4,29156 при p<0,05;

- американські студенти, які вивчали органічну хімію влітку:

U= 316, z-показник = -3,71844 при p<0,01.

Критерій Пірсона (х²) виявив позитивний зв'язок між:

1) знаннями епонімів за асоціацією та фахом, а також отриманою підсумковою оцінкою;

2) знання епонімів за змістом та фахом.

Таблиця 1

З одного боку, отримані результати відображають ситуацію - наскільки успішно реалізуються принципи гуманізації та історизму в Орегонському та Білоруському державних університетах. З іншого боку, вони допомагають оцінити, якою мірою можна покладатися на хімічні епоніми для реалізації цих принципів [12].

У той час як студенти UOспеціалізувалися на хімії, нехімічних та гуманітарних науках, майже всі студенти БДУ (90,9%) спеціалізувалися на «хімії» з тією лише різницею - «Викладання хімії» чи «Наукова (промислова) хімія». Крім того, більшість опитаних студентів БДУ (72,7%) як раз збиралися будувати педагогічну кар'єру, тому знання принципів гуманізації та історизму поряд із хімічними епонімами для них було бажаним. Таким чином, найкраща мотивація до вивчення епонімів призвела до кращого їхнього знання [13].

Що ж до зв'язку між знанням хімічних епонімів і підсумковими оцінками студентів - він, мабуть, не має причинно-наслідкової природи, а просто відображає загальні успіхи у навчанні та знання предмету [14].

Результати показали, що загалом студенти краще знають епоніми за асоціацією (впізнають їх), ніж за змістом (знають суть). Очевидно, що перше є легшим пізнавальним завданням. Цікаво, що знання шести епонімів покращувалося в ряду: принцип Гейзенберга - рівняння Шредінгера - принцип Паулі - постійна Планка - рівняння Нернста - правило Ле Шательє, що спостерігалося як за асоціацією, так і за змістом. Причин тому може бути кілька - наприклад, просто краща читаність епоніму, що важливо, особливо англійською мовою. Принцип Ле Шательє легко впізнаваний, адже ім'я вченого асоціюється лише з ним і ні з чим більше. Принцип Гейзенбера менш пізнаваний, оскільки його часто називають просто принципом невизначеності, без згадки імені вченого.

Використана література