О.С.ГАБРИЕЛЯН,
В.Г.КРАСНОВА,
С.А.СЛАДКОВ

Современная дидактика
школьной химии

Учебный план курса

ЛЕКЦИЯ № 6
Контроль и оценка качества знаний учащихся
как форма руководства их учебной деятельностью

Виды и формы контроля
и их дидактические функции

Одним из важных структурных элементов каждого урока и всего процесса обучения в целом является проверка знаний и умений учащихся.

Различают следующие виды контроля: предварительный, текущий, промежуточный, итоговый.

Предварительный, или начальный, контроль – установление индивидуального уровня обученности учащегося, или так называемое пропедевтическое диагностирование. Например, перед изучением химии элементов в курсе 9-го класса целесообразно проведение диагностической контрольной работы по основным вопросам курса 8-го класса. В такую контрольную работу могут быть включены задания по характеристике элемента (металла или неметалла) в зависимости от его положения в периодической таблице по плану:

– координаты элемента в периодической таблице;

– строение атома и, следовательно, возможные степени окисления;

– тип простого вещества и, следовательно, тип химической связи и кристаллической решетки, характерной для этого вещества, а значит, и соответствующие физические свойства; возможность существования аллотропных модификаций;

– сравнение окислительно-восстановительных свойств элемента и простого вещества с соседями по периоду;

– аналогичное сравнение с соседями по подгруппе;

– формула высшего оксида и его характер (осно'вный, кислотный или амфотерный), наиболее типичные свойства, иллюстрируемые уравнениями соответствующих реакций (в том числе и в ионной форме);

– формула высшего гидроксида и его характер (осно'вный, кислотный или амфотерный), наиболее типичные свойства, иллюстрируемые уравнениями соответствующих реакций (в том числе и в ионной форме).

Наиболее распространенной формой диагностического контроля в настоящее время является тестирование, которое эффективно и для последующих видов контроля.

Текущий контроль, или контроль за ходом усвоения материала, позволяет учителю получать сведения о процессе усвоения знаний в течение определенного промежутка времени (поурочный контроль или после изученного параграфа). Например, после изучения свойств оснований можно использовать следующее тестовое задание: «Ряд веществ-реагентов, с каждым из которых взаимодействует гидроксид калия: а) оксид серы(VI), гидроксид магния, сульфат меди(II); б) нитрат натрия, гидроксид натрия, оксид натрия; в) оксид азота(II), оксид фосфора(V), гидроксид кальция; г) оксид углерода(IV), хлорид меди(II), азотная кислота».

Промежуточный, или рубежный, контроль проводится после изучения крупных разделов (модулей) учебного курса. Например, после изучения темы «Основные классы неорганических соединений» заданием для такого вида контроля может служить следующее: «Соляная кислота взаимодействует со следующими веществами: оксидом меди(II), медью, цинком, нитратом серебра, нитратом натрия, карбонатом натрия, оксидом углерода(IV). Запишите уравнения возможных реакций. Там, где это имеет место, запишите также ионные уравнения. Там, где это имеет место, разберите окислительно-восстановительные процессы».

Нетрудно заметить, что это задание легко можно представить и в тестовой форме.

В старшей школе в качестве рубежного контроля может служить экзамен по курсу органической или общей химии, проводимый по билетам или тестам в профильных классах.

Итоговый контроль заканчивается оценкой знаний по всему курсу. Например, экзамен по химии за курс основной школы, который проводится как в традиционной форме по билетам, так и в такой новой экспериментальной форме, как мини-ЕГЭ. В старшей школе итоговым контролем является выпускной экзамен по химии, который с 2009 г. будет проводиться только в режиме ЕГЭ.

По субъекту и объекту, выполняющему контроль, можно выделить следующие его виды: программированный, взаимный, самоконтроль.

Программированный контроль. Например, заданием, которое может быть заложено в контролирующую программу, является задание по теме «Соединения химических элементов. Кристаллические решетки» (8-й класс) (табл. 1):

Таблица 1

Варианты заданий по теме «Соединения химических элементов.
Кристаллические решетки» (8-й класс)

«Проведите анализ формулы соединения по следующему плану:

1) тип кристаллической решетки;

2) частицы узлов кристаллической решетки;

3) тип химической связи в веществе;

4) физические свойства вещества;

5) масса вещества количеством 1,5 моль;

6) число атомов, образующих данное количество вещества».

В недалеком советском прошлом учителя проводили такой программированный контроль безмашинным способом. Современные компьютерные технологии позволяют не только быстро и эффективно организовать одну и ту же систему заданий, но и регулировать порядок контроля: от жестко заданного преподавателем до автоматического компьютерного управления и даже управления порядком контроля по выбору учащегося.

Взаимный контроль. Проводится учащимися при работе в па'рах или группах. Он эффективен не только при выполнении теоретических, но также и экспериментальных заданий по химии. Например, два задания экспериментального характера: «Опытным путем докажите качественный состав хлорида бария (для одного ученика пары) и сульфата аммония (для другого)».

Самоконтроль осуществляется конкретным учеником при подготовке домашнего задания по учебнику в соответствии с вопросами и заданиями к параграфу (текущий самоконтроль), вопросами и заданиями к зачету или семинару (тематический самоконтроль), с содержанием билетов или тестовых заданий к экзамену (рубежный и итоговый самоконтроль).

Различают следующие формы контроля: устная, письменная, практическая.

Устный контроль знаний в работе учителя – основной способ учета результатов развивающего обучения. При устном контроле знаний есть возможность проверить весь изученный материал по теме урока или раздела курса. Устный контроль знаний помогает развивать коммуникативные качества учащихся (развивать устную речь, умение вести диалог в ходе бесед с учителем или одноклассниками, выдвигать и доказывать гипотезы при проблемном построении урока химии, общаться между собой и с учителем).

Устный контроль знаний применяется в зависимости от цели и типа урока: в его начале – перед изучением нового материала, в конце урока или его этапа – с целью контроля и одновременного повторения и закрепления пройденного. Очень эффективен устный опрос, проводимый в форме беседы при изучении нового материала с целью выяснения связи темы урока с ранее изученными. Не менее эффективен устный опрос на уроках повторения и обобщения, при подготовке к контрольной работе или зачету. В этом случае рационально заранее сформулировать вопросы, по которым будет проводиться опрос.

Устный контроль может проводиться индивидуально, фронтально или для групп учащихся.

Важной стороной устного опроса учащихся является развитие химического языка. Например, верного произношения и ударения в химических терминах и выражениях, для отработки химической номенклатуры (названий веществ и процессов по формулам и уравнениям и наоборот). Во время устного ответа учащегося для достижения устойчивого внимания класса полезно предусмотреть последующее за ответом рецензирование, исправление допущенных ошибок, дополнение.

Письменный контроль позволяет получить за один урок общую картину знаний всех учащихся по тому или иному разделу курса.

Основными видами проведения письменного контроля по химии являются проверочные (10–15 мин) и контрольные работы (на весь урок), задания которых могут быть представлены как в традиционной, так и в тестовой форме.

Как при устном, так и при письменном опросе хороший эффект дает применение химических диктантов. В учительской практике наиболее часто используется написание формул соединений по их названиям и наоборот. Реже встречаются диктанты по химическим уравнениям (например, «гидратация пропилена», «полимеризация хлорвинила», «гидролиз карбоната калия») или по математическим выражениям, отражающим химические закономерности (формулы скорости химической реакции, закона Вант-Гоффа, нахождения массы, количества и объема химических веществ и др.).

Практические работы позволяют осуществить контроль за сформированностью практических умений и навыков при работе с лабораторным оборудованием и реактивами. Они выявляют также способность учащихся соединять теоретические знания и прогнозы, сделанные на их основе, с умениями осуществлять их на практике. Например, задание «Получить гидроксид алюминия реакцией обмена и доказать опытным путем его амфотерность». Для этого конкретного задания следует отметить тиражируемую в многочисленных инструкциях экспериментальную некорректность «…полученный осадок разделите на две пробирки…». Разумеется, гель нерастворимого гидроксида алюминия необходимо получать не в одной пробирке (разделить его затем на две пробирки будет или невозможно при малом количестве осадка, или неэстетично – при большом), а в двух автономных.

Дидактические и методические функции проверки знаний и умений учащихся

Уровни контроля и проверки знаний по химии

В соответствии с требованиями стандарта по химии и выбранных из федерального списка учебников учитель химии во время проверки и контроля знаний по предмету может ориентироваться на следующие уровни.

Первый уровень – репродуктивный. Выполнение учащимися заданий этого уровня опирается в основном на память. Достижение этого уровня предполагает у учащихся:

– знание названий отдельных химических элементов, веществ и реакций;

– умение устно или письменно описывать химические факты, понятия или явления (реакции);

– понимание роли, значения или применения отдельных химических веществ или реакций;

– применение химической символики – химических знаков, формул и уравнений;

– знание некоторых используемых в химии приборов, умение собирать простейшие из них и использовать при выполнении химического эксперимента.

Для проверки знаний и умений, соответствующих первому уровню, используется репродуктивный вид заданий, предполагающий воспроизведение учащимися отдельных знаний и умений. Проверка первого уровня знаний легко осуществляется формами автоматизированного учета.

Второй уровень – продуктивный. Достижение этого уровня предполагает у учащихся:

– понимание формулировок важнейших химических понятий, законов, теорий и применение их в аналогичных ситуациях;

– умение устанавливать взаимосвязь между составом, строением и свойствами химических веществ;

– умение проводить расчеты по химическим формулам и уравнениям;

– умение самостоятельно проводить химический эксперимент по инструкции учебника или по указанию учителя и фиксировать его результаты.

Для проверки умения применять эти знания в учебной практике используются задания, выполнение которых возможно не только на основе памяти, но и на основе осмысления. Поэтому наряду с психологической операцией воспроизведения широко используются узнавание и явление переноса. Для выполнения таких заданий требуется более напряженная мыслительная деятельность учащихся, чем при выполнении заданий на первом уровне.

Третий уровень – творческий. Достижение этого уровня предполагает у учащихся:

– умение прогнозировать свойства химических веществ на основе знания об их составе и строении и, наоборот, предполагать строение веществ на основе их свойств;

– понимание факторов, позволяющих управлять химическими реакциями (скоростью, направлением, выходом продукта);

– умение проектировать, осуществлять химический эксперимент, а также фиксировать и анализировать его результаты;

– умение ориентироваться в потоке химической информации, определять источники необходимой информации, получать ее, анализировать, делать выводы на ее основе и представлять в соответствующей форме;

– умение осознавать вклад химии в формирование целостной естественно-научной картины мира.

Для проверки знаний, соответствующих третьему уровню, и умения применять их в учебной практике используется рефлективный вид заданий, выполнение которых опирается на репродуктивные знания, но требует глубокого осмысления, владения логическими приемами умственной деятельности (анализ, синтез, обобщение, конкретизация, сравнение, абстрагирование, классификация).

Педагогическое тестирование в химии.
Типология тестов

В практике обучения химии все большее значение приобретает такая форма контроля и учета знаний учащихся, как тестирование.

Тест – система лаконично и точно сформулированных и стандартизированных заданий, на которые необходимо дать в течение ограниченного времени краткие и точные ответы, оцениваемые по системе баллов.

Тесты как инструмент оценивания имеют значительные отличия от контрольных работ. Во-первых, тесты – значительно более качественный и объективный способ оценивания и, во-вторых, показатели тестов ориентированы на измерение степени, определение уровня усвоения ключевых понятий, тем и разделов учебной программы, умений, навыков. По характеру ответов на вопросы различают два основных типа тестов.

Тесты открытого типа, или тесты со свободными ответами, в которых испытуемому необходимо самостоятельно дописать слово, словосочетание, предложение, знак, формулу и т.д. или предложить самостоятельное суждение в доказательном плане, т.е. написать своеобразную химическую миниатюру (химическое мини-сочинение). Задания этого типа составляют заключительную, наиболее высоко оцениваемую часть тестов ЕГЭ по химии.

В тестах открытого типа выделяют следующие возможные варианты заданий.

Задания дополнения – испытуемый должен сформулировать ответы с учетом предусмотренных в задании ограничений.

Например, одно из заданий части С теста ЕГЭ по химии 2006 г.: «Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Тесты последовательности, или тесты на завершение последовательности, в которых испытуемый должен завершить некоторую последовательность элементов.

Например: «Завершите последовательность: по числу и составу реагирующих и образующихся веществ различают реакции соединения, разложения, замещения и ……».

Задания свободного изложения – испытуемый должен самостоятельно сформулировать ответы, ибо никакие ограничения на них в задании не накладываются.

Например: «Молекула фторида бора имеет плоское строение, а молекула фторида азота – пирамидальное. Почему? Дайте обоснованный ответ».

Тесты закрытого типа, или тесты с предписанными ответами, в которых испытуемому необходимо выбрать правильный ответ из предложенных вариантов.

Различают следующие разновидности тестов закрытого типа.

Тесты с альтернативными ответами, при выполнении которых испытуемый должен ответить «да» или «нет».

Например: «Верно ли утверждение о том, что сера в серной кислоте проявляет только восстановительные свойства?»

Тесты соответствия, при выполнении которых испытуемому предлагается установить соответствие элементов двух списков.

Это большинство заданий части В тестов ЕГЭ по химии 2006 г. Например: «Установите соответствие между названиями веществ и продуктами электролиза его водных растворов:

Тесты с выбором одного правильного ответа, или ответы с вариантами выбора, при выполнении которых испытуемому необходимо выбрать, как правило, один правильный ответ из приведенного списка возможных ответов.

Это все задания части А тестов ЕГЭ по химии. Например: «При взаимодействии 1 моль гидроксида натрия и 1 моль углекислого газа образуется:

1) карбонат натрия; 2) гидрокарбонат натрия;

3) оксид натрия; 4) пероксид натрия».

Тесты с множественным выбором правильного ответа, при выполнении которых испытуемому необходимо выбрать, как правило, два и более правильных ответов из приведенного списка возможных ответов.

Это задания части В тестов ЕГЭ по химии. Например, «Гидроксид натрия взаимодействует с: 1) фенолом; 2) метиламином; 3) жирами; 4) ацетатом калия; 5) стеариновой кислотой; 6) этиловым спиртом».

Тесты исключения лишнего, или устранения лишнего элемента («встретил лишнее – убери»).

Например: «Хлорид железа(II) не получают реакцией: 1) соединения; 2) разложения; 3) замещения;
4) обмена».

Тесты группирования включают в себя перечень химических терминов или формул, которые следует распределить по заданным признакам.

Например, одно из заданий части А теста ЕГЭ по химии 2006 г.: «Формулы только кислых солей находятся в ряду: 1) K₂SO₄, KOH, H₂SO₄, NaHSO₃; 2) Cu(OH)NO₃, Fe(HSO₃)₂, FeCl₃, BaHPO₄;
3) NH₄HCO₃, Fe(OH)Cl₂, CaS, NaCl; 4) NaHSO₄, Ca(HCO₃)₂, NH₄H₂PO₄, KHS».

Тесты ранжирования представляют собой перечень (не более десяти) однопорядковых химических формул, физических или химических величин, химических явлений, которые требуется расположить в заданном порядке.

Например: «Расположите следующие химические элементы в порядке уменьшения их металлических свойств: хлор, кислород, сера, бор, кремний, углерод, фосфор, алюминий».

Единый государственный экзамен (ЕГЭ) по химии

Как уже подчеркивалось, единственной формой итоговой аттестации по химии выпускников средней школы с 2009 г. становится ЕГЭ.

Содержательной основой для разработки контрольно-измерительных материалов (КИМ) по химии служат нормативные документы:

• обязательный минимум содержания основного общего образования по химии (приказ Минобразования № 1236 от 19.05.98 г.);

• обязательный минимум содержания среднего (полного) общего образования по химии (уровни А и Б) (приказ Минобразования № 56 от 30.06.99 г.);

• федеральный компонент государственного стандарта общего образования (приказ Минобразования № 1089 от 05.03.04 г.).

Согласно данным документам, при разработке КИМов для единого государственного экзамена главное внимание уделено способам оценки системы знаний, являющейся инвариантным ядром всех общеобразовательных программ по химии для средней (полной) школы.

Данная система химических знаний базируется на ведущих идеях периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева и учении о химическом строении органических соединений А.М.Бутлерова. Она включает в себя знания о неорганических и органических веществах, их составе, строении и свойствах; о химических реакциях, их сущности и закономерностях протекания; об использовании веществ и химических превращений. Эта система химических знаний определила подход к выбору содержания и структуры экзаменационной работы.

Представление о содержательной основе КИМов дает специальный документ ЕГЭ – кодификатор.

Использование этого документа позволило классифицировать задания по крупным содержательным блокам (табл. 2): «Химический элемент», «Вещество», «Химическая реакция», «Познание и применение веществ человеком»; по основополагающим разделам и темам курса; по проверяемым элементам содержания; по уровням сложности (базовый, повышенный, высокий); по видам учебной деятельности. Всего кодификатор включает 45 элементов содержания, на основе которых составляются КИМы ЕГЭ.

Таблица 2

Распределение заданий ЕГЭ по содержательным блокам курса химии

Специфика содержания экзаменационной работы проявляется и в том, что в соответствии с требованиями к уровню подготовки выпускников средней (полной) школы КИМы проверяют, насколько выпускники овладели следующими умениями (видами деятельности):

1) называть вещества по формулам, признаки классификационной принадлежности веществ, а также химических реакций и др.;

2) составлять формулы веществ, схемы строения атомов, уравнения химических реакций;

3) характеризовать химические элементы, свойства простых и сложных веществ и области их применения на основе этих свойств;

4) объяснять закономерности в изменении свойств веществ, сущности химических реакций;

5) проводить вычисления по химическим формулам и уравнениям.

В структуре экзаменационной работы выделены три части, различающиеся по содержанию, степени сложности и числу включаемых в них заданий, что обусловлено главным назначением работы – дифференциацией выпускников по уровню общеобразовательной подготовки по химии с целью итоговой аттестации и отбора для поступления в вузы и ссузы. Среди них:

– задания с выбором ответа (уровень сложности – базовый),

число заданий – 30,

максимальный балл за выполнение заданий – 30;

– задания с кратким ответом (уровень сложности – повышенный),

число заданий – 10;

максимальный балл за выполнение заданий – 18;

– задания с развернутым ответом (уровень сложности – высокий),

число заданий – 5,

максимальный балл за выполнение заданий – 19.

Первая часть работы предполагает выбор ответа из предложенных четырех вариантов. Во второй части необходимо сформулировать краткий ответ в виде слова, набора букв или цифр, которые нужно вписать в клетки ответа. Третья часть требует от экзаменующегося записи развернутого ответа.

Задания первой (А) и второй (В) частей экзаменационной работы проверяются с помощью компьютера в центре тестирования. Результаты третьей части работы (С) проверяются специально подготовленными экспертами.

Объем и содержание экзаменационных работ имеет принципиальное значение, и тот и другой параметры должны соответствовать дидактическим принципам обучения (научности, доступности, посильности, природосообразности) и государственному стандарту образования.

При подготовке к тестированию в рамках ЕГЭ учитель должен ориентировать учащихся на то, что «отвечать нужно только после того, как ученик понял вопрос и проанализировал все варианты ответов». Тестирование в рамках ЕГЭ требует специальной предварительной подготовки.

Л и т е р а т у р а

Аверкина Г.В. Контроль на уроках химии как один из методов повышения знаний в рамках развивающего обучения. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок». Сайт ИД «Первое сентября». Сайт Фестиваля 2003–2004; Методика преподавания химии. Под ред. Н.Е.Кузнецовой. М., 1984; Kотлярова О.С. Учет знаний по химии. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1977; Пак М.С. Дидактика химии. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. М.: ВЛАДОС, 2004; Сорокин В.В., Злотников Э.Г. Химия в тестах: Пособие для школьников и абитуриентов. СПб.: Химия, Ленинград. отд-ние, 1996; Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. Учебник для студентов высших учебных заведений. М.: ВЛАДОС, 2000; Единый государственный экзамен: Сборник нормативных документов. М.: Просвещение, 2006, 2007; Единый государственный экзамен: Химия. М.: Просвещение, 2006, 2007; Единый государственный экзамен: Химия. Методика подготовки. Авт.-сост. А.А.Каверина и др. М.: Просвещение, 2006, 2007; Единый государственный экзамен: Химия. Сборник заданий. Авт.-сост. А.А.Каверина и др. М.: Просвещение, 2006, 2007; Единый государственный экзамен: Химия. 2007: Тренировочные задания. Авт.-сост. П.А.Оржековский и др. М.: Просвещение, 2006, 2007; Габриелян О.С. и др. Готовимся к Единому государственному экзамену: Химия. М.: Дрофа, 2004, 2005, 2006, 2007; Габриелян О.С., Воловик В.Б. Единый государственный экзамен: Химия: Сборник заданий и упражнений. М.: Просвещение, 2004; Габриелян О.С., Воскобойникова Н.П. Химия в тестах, задачах, упражнениях. 8–9 классы. М.: Дрофа, 2005; Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Остроумова Е.Е. Органическая химия в тестах, задачах, упражнениях. 10 класс. М.: Дрофа, 2005; Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Введенская А.Г. Общая химия в тестах, задачах, упражнениях. 11 класс. М.: Дрофа, 2005; Габриелян О.С., Пономарев С.Ю., Карцова А.А. Органическая химия: задачи и упражнения. М.: Просвещение, 2006.; Габриелян О.С., Воловик В.Б. Общая химия: задачи и упражнения. М.: Просвещение, 2006.