Аннотация. Қазіргі білім беру жүйесінде оқушының тек теориялық білімді меңгеруі жеткіліксіз, оны күнделікті өмірде қолдана білуі, нақты жағдайларда мәселені анықтап, ғылыми тұрғыдан шешім қабылдауы маңызды болып отыр. Осы тұрғыдан алғанда функционалдық сауаттылықты қалыптастыру – мектептегі білім сапасын арттырудың негізгі бағыттарының бірі. Химия пәні оқушылардың функционалдық сауаттылығын дамытуға кең мүмкіндік береді, себебі химиялық білім қоршаған орта, тұрмыс, тағам, медицина, экология, өндіріс және қауіпсіздік мәселелерімен тікелей байланысты. Әсіресе зертханалық тәжірибелер барысында оқушы теориялық білімін іс жүзінде қолданып, бақылау жүргізеді, өлшейді, салыстырады, болжам жасайды, нәтижені талдайды және ғылыми негізделген қорытынды шығарады. Мақалада химия сабақтарында зертханалық тәжірибелерді тиімді ұйымдастыру арқылы оқушылардың функционалдық сауаттылығын арттырудың педагогикалық мүмкіндіктері қарастырылады. Зертханалық жұмыстың оқушының зерттеушілік, жаратылыстану-ғылыми, ақпараттық, математикалық және коммуникативтік дағдыларын дамытудағы маңызы сипатталып, күнделікті өмірмен байланысты тәжірибелік тапсырмаларды қолданудың тиімділігі көрсетіледі. Сонымен қатар мұғалімнің зертханалық жұмысты ұйымдастырудағы рөлі, қауіпсіздік талаптарын сақтау, тәжірибе нәтижелерін талдау және оқушының өздігінен қорытынды жасауына жағдай туғызу мәселелері талданады.
Қазіргі қоғамда білімнің құндылығы оны есте сақтаумен ғана емес, оны нақты жағдайда қолдана алу қабілетімен анықталады. Сондықтан мектеп оқушысы сабақта меңгерген білімін күнделікті өмірінде кездесетін мәселелерді шешуде пайдалана білуі тиіс. Функционалдық сауаттылық дегеніміз – адамның алған білімін өмірлік жағдаяттарда қолдануы, ақпаратты түсінуі, талдауы, салыстыруы, дәлелді шешім қабылдауы және өзінің іс-әрекетінің нәтижесін бағалай білу қабілеті. Бұл ұғым тек оқу немесе математикалық сауаттылықпен шектелмейді. Оның құрамына жаратылыстану-ғылыми, ақпараттық, қаржылық, экологиялық, коммуникативтік және басқа да сауаттылық түрлері кіреді. Химия сабағында осы дағдылардың бірнешеуін бір уақытта дамытуға болады.
Химия – тәжірибеге негізделген ғылым. Оқушы химиялық құбылыстарды тек оқулықтағы мәтін немесе мұғалімнің түсіндірмесі арқылы меңгерген жағдайда оның білімі көбіне теориялық деңгейде қалып қоюы мүмкін. Ал сол құбылысты тәжірибе жүзінде бақылағанда теориялық білім нақты әрекетпен ұштасады. Мысалы, қышқылдар мен негіздердің қасиеттерін оқушы анықтама ретінде жаттап қана қоймай, индикаторлардың көмегімен әртүрлі ерітінділердің ортасын анықтау арқылы түсінсе, білімінің мағынасы тереңдейді. Егер оған күнделікті тұрмыста кездесетін лимон шырыны, ас содасының ерітіндісі, сабын ерітіндісі немесе минералды су сияқты нысандар ұсынылса, химиялық білімнің өмірмен байланысын тікелей көреді.
Зертханалық тәжірибелердің функционалдық сауаттылықты қалыптастырудағы ерекшелігі – оқушының бірнеше әрекетті бір уақытта орындауында. Тәжірибе алдында ол жұмыстың мақсатын түсінеді, құралдар мен реактивтерді таңдайды, қауіпсіздік ережелерін еске түсіреді. Тәжірибе барысында бақылау жүргізіп, белгілі бір көрсеткіштерді өлшейді және нәтижелерді тіркейді. Соңында алынған деректерді салыстырып, заңдылықты анықтайды және қорытынды жасайды. Мұндай жұмыс оқушыдан есте сақтаудан гөрі жоғары деңгейдегі ойлау әрекетін талап етеді. Ол «не болды?» деген сұрақпен қатар «неліктен болды?», «нәтижеге қандай фактор әсер етті?», «бұл құбылысты өмірде қай жерде кездестіруге болады?» деген сұрақтарға жауап іздейді.
Мысалы, «Ерітінділердің қышқылдық және сілтілік ортасын анықтау» тақырыбындағы зертханалық жұмысты тек стандартты реактивтермен шектемей, тұрмыстық заттармен байланысты ұйымдастыруға болады. Оқушыларға лимон шырыны, айран, ас содасы, сабын ерітіндісі немесе газдалған сусын үлгілері беріледі. Олар индикатор арқылы ерітінділердің ортасын анықтайды, нәтижені кестеге енгізеді және әр өнімнің тұрмыстық қолданылу ерекшелігімен байланыстырады. Осы әрекет барысында оқушы химиялық индикатор ұғымын меңгеріп қана қоймай, күнделікті пайдаланатын өнімдердің химиялық қасиеттерін түсінеді. Мұндай тәжірибелер функционалдық сауаттылықтың негізгі қағидасына, яғни білімді өмірлік жағдаятта қолдануға бағытталады.
Зертханалық жұмыстың маңызды нәтижелерінің бірі – оқушының бақылау жүргізу дағдысының дамуы. Ғылыми бақылау күнделікті бақылаудан нақтылығымен ерекшеленеді. Оқушы тәжірибеде «бір нәрсе өзгерді» деп айтудың орнына қандай өзгеріс болғанын нақты сипаттауы керек. Мәселен, «ерітінді көк түске боялды», «ақ түсті тұнба түзілді», «газ көпіршіктері бөлінді», «температура жоғарылады» деген ғылыми сипаттамаларды қолданады. Бұл әрекет оқушының химиялық тілді меңгеруіне, құбылыстарды дұрыс сипаттауына және ақпаратты дәл жеткізуіне ықпал етеді.
Зертханалық тәжірибелер математикалық сауаттылықпен де тығыз байланысты. Химия пәнінде оқушы зат массасын, көлемін, температурасын, ерітінді концентрациясын өлшейді, алынған мәндерді кестеге түсіреді, есептеулер жүргізеді және кей жағдайда график құрады. Мысалы, температураның реакция жылдамдығына әсерін зерттеу кезінде оқушылар бірнеше температура жағдайында реакцияның жүру уақытын өлшеп, нәтижелерді салыстыра алады. Бұл жұмыс химиялық заңдылықты түсіндірумен қатар, сандық мәліметтермен жұмыс істеу дағдысын жетілдіреді. Оқушы нақты өлшеу мен шамамен бағалаудың айырмашылығын, өлшеу дәлдігін және нәтиженің сенімділігін түсіне бастайды.
Функционалдық сауаттылық үшін дайын алгоритм бойынша тәжірибе орындаудан гөрі проблемалық сипаттағы зертханалық тапсырмалардың маңызы жоғары. Дәстүрлі зертханалық жұмыста оқушыға әрбір әрекеттің реті алдын ала беріледі: қандай реактив алу керектігі, қанша мөлшерде қосылатыны, қандай нәтиже күтілетіні көрсетіледі. Мұндай жұмыс бастапқы дағды қалыптастыру үшін қажет болғанымен, үнемі дайын алгоритммен жұмыс істеу оқушының өздігінен шешім қабылдау мүмкіндігін шектейді. Сондықтан белгілі бір кезеңнен кейін оқушыға мәселені шешудің жолын өзі таңдауға мүмкіндік берген дұрыс.
Мысалы, мұғалім оқушыларға «Берілген үш түссіз ерітіндінің қайсысы қышқыл, қайсысы сілті, қайсысы бейтарап орта екенін анықтаңдар» деген тапсырма бере алады. Мұнда оқушы қандай индикаторды қолдану керектігін өзі таңдайды, тәжірибенің ретін жоспарлайды және алынған нәтижеге сүйеніп қорытынды жасайды. Егер тапсырма күрделендірілсе, оқушыдан индикаторды күнделікті өмірдегі табиғи заттардың арасынан табу сұралады. Қызыл орамжапырақ шырыны сияқты табиғи индикаторларды қолдану арқылы химияның тұрмыстық және экологиялық маңызы ашылады. Оқушы үшін мұндай жұмыс жай ғана тәжірибе емес, нақты мәселені шешудің ғылыми тәсіліне айналады.
Зертханалық тәжірибелер оқушылардың себеп-салдарлық байланысты анықтау қабілетін де дамытады. Мысалы, металдардың қышқылдармен әрекеттесуін бақылағанда кейбір металдардың белсендірек, кейбірінің баяу әрекеттесетінін көреді. Мұғалім оқушыларға тек реакция теңдеуін жазуды емес, алынған нәтижені металдардың белсенділік қатарымен байланыстырып түсіндіруді ұсынады. Осы арқылы оқушы нақты бақылаудан жалпы ғылыми заңдылыққа көшеді. Мұндай талдау функционалдық сауаттылықтың маңызды бөлігі болып саналатын ғылыми дәлелдеу қабілетін қалыптастырады.
Химиялық эксперимент оқушының қауіпсіздік сауаттылығын арттыруға да мүмкіндік береді. Зертханада жұмыс істеу кезінде қорғаныш құралдарын пайдалану, реактивтерді дұрыс сақтау, заттарды иіскеу мен қыздыру ережелерін білу, төтенше жағдайда дұрыс әрекет ету талаптары үйретіледі. Бұл ережелерді оқушы тек мектеп зертханасында ғана емес, тұрмыста химиялық заттарды қолданғанда да пайдалана алады. Мысалы, тұрмыстық тазартқыштарды араластырудың қауіптілігі, дәрілік немесе химиялық заттарды белгісіз ыдыста сақтамау, заттың заттаңбасындағы қауіпсіздік белгілеріне назар аудару сияқты дағдылар адамның күнделікті өміріндегі қауіпсіздігін қамтамасыз етеді.
Осы тұрғыдан химия сабағындағы зертханалық тәжірибені өмірлік жағдайлармен байланыстыру маңызды. Мысалы, «Неліктен шәйнекте қақ пайда болады?», «Суды жұмсартудың қандай жолдары бар?», «Темір заттарды коррозиядан қалай қорғауға болады?», «Тағам өнімдерінің қышқылдығын қалай салыстыруға болады?», «Сабын мен жуғыш заттардың әсері неге әртүрлі?» сияқты сұрақтар зертханалық зерттеуге негіз бола алады. Мұндай сұрақтарды зерттеген оқушы химияның тек формулалар мен реакция теңдеулерінен тұрмайтынын, оның өзінің күнделікті өмірімен тікелей байланысты екенін түсінеді.
Зертханалық тәжірибе барысында оқушының өз болжамын ұсынуы да функционалдық сауаттылықты арттырады. Тәжірибеге дейін «Не болады деп ойлайсың?» деген сұрақ қою оқушының бұрынғы білімін жаңа жағдайға қолдануына мүмкіндік береді. Мысалы, бірдей көлемдегі екі ерітіндінің температурасы әртүрлі болған жағдайда реакция жылдамдығы қалай өзгеретінін оқушы алдын ала болжайды. Тәжірибеден кейін болжамын нақты нәтижемен салыстырады. Егер болжамы дұрыс болмаса, оның себебін түсіндіреді. Осы әрекет барысында оқушы қателесуден қорықпай, өз ойын тексеруге үйренеді.
Оқушылардың функционалдық сауаттылығын дамытуда зертханалық жұмыстың қорытынды кезеңін дұрыс ұйымдастыру ерекше маңызды. Кей жағдайда оқушылар тәжірибені орындағаннан кейін тек дайын сұрақтарға қысқа жауап берумен шектеледі. Ал функционалдық бағыттағы сабақта оқушы алынған нәтижені түсіндіруі, оның практикалық маңызын көрсетуі және басқа жағдайларға қолдану мүмкіндігін болжауы қажет. Мысалы, «Бұл нәтижені күнделікті өмірде қай жерде қолдануға болады?», «Тәжірибені басқа жағдайда жүргізсек, нәтиже қалай өзгеруі мүмкін?», «Қандай қателік нәтижеге әсер етті?», «Жұмысты қалай жақсартуға болады?» деген сұрақтар оқушының рефлексиясы мен ғылыми ойлауын дамытады.
Сондықтан зертханалық тәжірибелерді химия пәнінің қосымша бөлігі ретінде емес, оқушының теориялық білімін өмірлік жағдаяттарда қолдануға мүмкіндік беретін негізгі оқыту құралдарының бірі ретінде қарастырған жөн. Мұғалім зертханалық жұмысты тек нұсқаулықты орындауға бағыттамай, мәселе қою, болжам жасау, тәжірибе жүргізу, нәтиже алу, дәлелдеу және қорытындылау кезеңдерін қамтитын тұтас танымдық әрекет ретінде ұйымдастырғанда ғана оның функционалдық сауаттылықты дамытудағы әлеуеті толық жүзеге асады.
Зертханалық тәжірибелерді функционалдық сауаттылықты дамытуға бағыттап ұйымдастыруда мұғалімнің тапсырма құрастыру тәсілі ерекше маңызға ие. Егер тапсырма тек химиялық реакцияны орындау мен оның теңдеуін жазуға негізделсе, оқушы көбіне репродуктивті әрекетпен шектеледі. Ал тапсырма нақты өмірлік жағдаятпен байланыстырылса, оқушыдан мәселені түсіну, қажетті ақпаратты таңдау, шешу жолын ұсыну және нәтижені түсіндіру талап етіледі. Мысалы, «Судың кермектілігін анықтау» тақырыбындағы зертханалық жұмыста оқушыларға әртүрлі су үлгілерін салыстыру ұсынылуы мүмкін. Олар сабын ерітіндісінің көмегімен судың қасиетін салыстырып, қай судың кермек екенін анықтайды. Бұдан кейін шәйнектегі қақтың пайда болуы, кір жуу кезіндегі сабынның көп жұмсалуы және тұрмыстық техникаға кермек судың әсері сияқты мәселелер қарастырылады. Осы арқылы зертханалық тәжірибе күнделікті өмірдегі мәселені ғылыми тұрғыдан түсіндіру құралына айналады.
Функционалдық сауаттылықты арттыру үшін зертханалық жұмыстарда оқушыларға таңдау мүмкіндігін беру де маңызды. Мысалы, белгілі бір ерітіндінің ортасын анықтау үшін қандай индикатор тиімді екенін оқушының өзі шешуі мүмкін. Немесе коррозияға әсер ететін факторларды зерттеуде әр топ әртүрлі жағдайды таңдап, бір топ судың, екінші топ тұзды судың, үшінші топ қышқыл ортаның әсерін бақылай алады. Сабақ соңында топтар нәтижелерін біріктіріп, ортақ қорытынды жасайды. Мұндай тәсіл оқушылардың жеке жауапкершілігін арттырып қана қоймай, бір мәселені бірнеше қырынан қарастыруға мүмкіндік береді.
Зертханалық жұмыстар барысында ақпараттық сауаттылық та қалыптасады. Қазіргі оқушы көптеген ақпарат көздерін пайдаланады, алайда олардың барлығы бірдей сенімді бола бермейді. Химиялық тәжірибеге дайындық кезінде оқушы реактивтің қасиеттері, қауіпсіздік белгілері, тәжірибенің орындалу шарттары туралы ақпарат іздеуі мүмкін. Мұғалім оқушыларға алынған ақпаратты тексеруді, бірнеше дереккөзді салыстыруды және тек ғылыми тұрғыдан негізделген мәліметтерді пайдалануды үйретуі қажет. Мысалы, тұрмыстық тазартқыш құралдың заттаңбасын зерттеу барысында оқушы оның құрамын, қолдану тәсілін, қауіпсіздік белгілерін және сақтау шарттарын талдайды. Осы арқылы ол күнделікті өмірде кездесетін химиялық ақпаратты дұрыс түсінуге үйренеді.
Зертханалық тәжірибелердің тағы бір маңызды қыры – оқушылардың коммуникативтік сауаттылығын дамыту. Тәжірибе көбінесе жұптық немесе топтық жұмыс түрінде ұйымдастырылады. Мұндай жағдайда оқушылар бір-бірімен пікір алмасады, міндеттерді бөліседі, бақылау нәтижелерін талқылайды және ортақ шешімге келеді. Зертханалық жұмыс нәтижесін ауызша немесе жазбаша қорғау барысында оқушы өз ойын ғылыми тілде дәлелдеп жеткізуге дағдыланады. Мысалы, топ мүшелері эксперимент нәтижесі бойынша постер дайындап, «Біздің болжамымыз қандай болды?», «Қандай нәтиже алдық?», «Нәтиже нені көрсетеді?», «Қандай дәлелдер біздің қорытындымызды растайды?» деген сұрақтарға жауап бере алады.
Бұл әрекеттер оқушының ғылыми аргументация дағдысын қалыптастырады. Ғылыми аргумент тек пікірден тұрмайды, ол нақты дерекке және логикалық түсіндіруге сүйенуі тиіс. Мысалы, оқушы «Температура жоғарылаған сайын реакция жылдамдығы артты» деп айтуымен шектелмей, оны тәжірибе барысында алынған сандық деректермен дәлелдеуі керек. Егер 20°C-та реакция 60 секундта, ал 40°C-та 30 секундта жүрген болса, бұл көрсеткіштер қорытындының дәлелі ретінде қолданылады. Осыдан кейін оқушы бөлшектердің қозғалысы жылдамдап, тиімді соқтығысу санының артатынын түсіндіреді. Мұндай жұмыс оқушыны пікірін дәлелдеуге және ғылыми негізде сөйлеуге үйретеді.
Функционалдық сауаттылықтың маңызды құрамдас бөлігі – мәселені шешу қабілеті. Зертханалық тәжірибелерде күтпеген нәтиже шығуы жиі кездеседі. Мысалы, тұнба күтілгенімен түзілмеуі, индикатор түсінің анық өзгермеуі немесе өлшеу нәтижелерінің бір-бірінен айырмашылығы болуы мүмкін. Осындай жағдайды мұғалім қателік ретінде ғана бағаламай, зерттеу мәселесіне айналдырғаны тиімді. Оқушы «Неліктен күтілген нәтиже шықпады?», «Қандай фактор әсер етуі мүмкін?», «Тәжірибені қалай өзгерту керек?» деген сұрақтарды қарастырады. Осылайша ол мәселені талдау, себептерін анықтау және шешім ұсыну дағдысын дамытады.
Тәжірибелік тапсырмаларды күрделілік деңгейіне қарай саралау да тиімді нәтиже береді. Бір оқушыға дайын нұсқаулық бойынша әрекет ету қажет болса, екінші оқушыға тәжірибе жоспарының кейбір бөлігін өздігінен құру ұсынылуы мүмкін. Үшінші деңгейдегі оқушы зерттеу сұрағын өзі құрастырып, толық тәжірибе жоспарын жасап, нәтижені болжауы мүмкін. Мысалы, «Реакция жылдамдығына қандай факторлар әсер етеді?» деген тақырыпта бастапқы деңгейдегі оқушы мұғалімнің нұсқаулығымен температураның әсерін тексерсе, жоғары деңгейдегі оқушы концентрация, температура немесе заттың беткі ауданының әсерін зерттеу үшін өз тәжірибесін жоспарлай алады. Мұндай саралау әр оқушыға өзінің білім деңгейіне сәйкес жетістікке жетуге мүмкіндік береді.
Химия сабақтарында функционалдық сауаттылықты арттыру үшін PISA үлгісіндегі жағдаяттық тапсырмалармен зертханалық тәжірибені байланыстыру да пайдалы. Мысалы, оқушыға өзен суының ластануы туралы шағын мәтін, бірнеше көрсеткіш және зертханалық талдау нәтижесі беріледі. Ол рН мәнін, еріген заттардың мөлшерін немесе басқа көрсеткіштерді талдап, судың сапасы туралы қорытынды жасайды. Бұдан кейін ластанудың ықтимал себептерін және оны азайтудың жолдарын ұсынады. Осындай тапсырмалар химиялық білімді оқулық аясынан шығарып, нақты әлеуметтік және экологиялық мәселелерді түсіндіруге бағыттайды.
Экологиялық сауаттылықты қалыптастыруда зертханалық жұмыстардың мүмкіндігі ерекше. Химия қоршаған ортадағы көптеген мәселелерді түсіндіруге көмектеседі. Ауаның ластануы, қышқыл жаңбырлар, су құрамының өзгеруі, топырақтың қышқылдануы, пластик қалдықтары, тұрмыстық химиялық заттардың әсері сияқты мәселелерді зертханалық тәжірибелермен байланыстыруға болады. Мысалы, оқушылар әртүрлі су үлгілерінің рН көрсеткішін салыстырып, олардың тірі ағзаларға ықтимал әсерін талдай алады. Немесе топырақ үлгілерінің қышқылдығын зерттеп, қандай өсімдіктер үшін қолайлы екенін анықтайды. Мұндай жұмыстар оқушыда табиғатқа жауапкершілікпен қарау және экологиялық шешімдерді ғылыми негізде бағалау дағдысын қалыптастырады.
Функционалдық сауаттылықты дамытуда химиялық экспериментті тұрмыстық және кәсіби бағдармен байланыстыру да маңызды. Оқушылар химиялық білімнің дәрігер, эколог, фармацевт, тағам технологы, зертханашы, инженер, агроном және басқа мамандықтарда қалай қолданылатынын тәжірибе арқылы түсінеді. Мысалы, тағам өнімдерінің қышқылдығын салыстыру тағам технологиясымен, су сапасын зерттеу экологиямен, ерітінді концентрациясын анықтау фармацевтикамен байланысты болуы мүмкін. Осы арқылы оқушы пәндік білімнің болашақ кәсіби қызметте де маңызды екенін түсіне бастайды.
Зертханалық жұмыстарды орындау кезінде құрал-жабдықпен жұмыс істеу дағдылары да қалыптасады. Өлшеуіш цилиндр, таразы, термометр, пробирка, штатив, спиртшам немесе басқа зертханалық құралдарды дұрыс қолдану оқушыдан дәлдік пен жауапкершілікті талап етеді. Өлшеу кезінде жіберілген шағын қателіктің өзі қорытындыға әсер етуі мүмкін екенін түсіну практикалық сауаттылықтың маңызды бөлігі болып табылады. Мұғалім оқушыға жай ғана өлшеу жүргізуді емес, өлшеу дәлдігін бағалауды да үйретуі қажет. Мысалы, бір шаманы бірнеше рет өлшеп, орташа мәнін анықтау арқылы оқушы нәтиженің сенімділігін арттыру жолын түсінеді.
Зертханалық тәжірибенің нәтижесін тіркеу де функционалдық сауаттылықты дамытуға әсер етеді. Оқушы мәліметтерді ретсіз жазбай, кесте, сызба, диаграмма немесе график түрінде ұсынуға үйренеді. Ақпаратты осылай құрылымдау нәтижелерді салыстыруды жеңілдетеді. Мысалы, реакция жылдамдығына температураның әсерін зерттеу кезінде температура мен реакция уақыты кестеге енгізіліп, кейін график құрылады. Графикті талдау арқылы оқушы екі шаманың арасындағы байланысты анықтайды. Бұл химиялық, математикалық және ақпараттық сауаттылықтың өзара байланысын көрсетеді.
Зертханалық жұмыс барысында оқушыларды қателік көздерін анықтауға да үйрету қажет. Көп жағдайда тәжірибе нәтижелері теориялық мәндермен дәл сәйкес келмейді. Мұның себебі құралдың дәлдігі, реактивтің концентрациясы, қоршаған ортаның температурасы немесе адамның әрекетіндегі айырмашылық болуы мүмкін. Оқушы осы факторларды анықтап, олардың нәтижеге қалай әсер еткенін түсіндіре алуы керек. Бұл дағды кейін кез келген ақпаратты немесе деректі сын тұрғысынан бағалауға негіз болады.
Мұғалімнің зертханалық тәжірибе кезіндегі рөлі дайын жауап берумен шектелмеуі керек. Ол оқушыны ойлауға жетелейтін сұрақтар қоюы қажет. «Нені байқадың?», «Неліктен осындай өзгеріс болды?», «Қандай дәлел бар?», «Басқа нәтиже шығуы мүмкін бе?», «Бұл жағдайды тұрмыста қайдан кездестіреміз?» деген сұрақтар оқушының тәжірибеге саналы қатысуына мүмкіндік береді. Мұндай бағыттаушы сұрақтар оқушыларды өз ойын айтуға, болжам жасауға және қорытындысын негіздеуге үйретеді.
Сонымен қатар зертханалық жұмыста оқушының дербестігін біртіндеп арттыру маңызды. Алғашқы кезеңдерде мұғалім нақты алгоритм ұсынса, кейін нұсқаулықтың кейбір бөліктерін оқушының өзі толықтыруына жағдай жасалады. Уақыт өте келе оқушы зерттеу мақсатын анықтап, құралдарды таңдап, тәжірибе жоспарын құрып, нәтижені талдайтын деңгейге жетеді. Мұндай жүйелілік функционалдық сауаттылықтың тұрақты қалыптасуына мүмкіндік береді.
Оқушылардың зертханалық жұмысқа қызығушылығын арттыруда қарапайым әрі қолжетімді материалдарды пайдалану да тиімді. Тұрмыста кездесетін ас содасы, сірке суы, лимон шырыны, тұз, минералды су, сабын ерітіндісі сияқты заттар арқылы көптеген химиялық құбылыстарды көрсетуге болады. Мұндай тәжірибелер оқушыға химияның күнделікті өмірден алыс ғылым емес екенін дәлелдейді. Сонымен қатар оқушы сабақта меңгерген тәжірибелік білімін тұрмыстағы құбылыстарды түсіндіруге қолдануға дағдыланады.
Зертханалық тәжірибелерді тиімді ұйымдастыру үшін қауіпсіздік талаптары әрдайым бірінші орында болуы тиіс. Мұғалім тәжірибенің мақсаты мен қызықтылығына ғана емес, қолданылатын реактивтердің қауіпсіздігіне, оқушы жасына және зертхана жағдайына да назар аударуы қажет. Қауіпсіздік ережесін сақтау да функционалдық сауаттылықтың бір көрінісі болып табылады, өйткені оқушы кез келген әрекеттің ықтимал қаупін алдын ала бағалауға және қауіпсіз шешім қабылдауға үйренеді.
Осылайша зертханалық тәжірибе химия пәніндегі білімді тек бекіту құралы емес, функционалдық сауаттылықтың бірнеше компонентін қатар дамытатын кешенді педагогикалық тәсіл болып табылады. Оқушы тәжірибе барысында ақпарат іздейді, болжам жасайды, өлшейді, есептейді, салыстырады, топта жұмыс істейді, нәтижені түсіндіреді және өмірлік жағдаймен байланыстырады. Осындай жүйелі жұмыс барысында химиялық білім нақты тәжірибелік мағынаға ие болып, оқушының күнделікті өмірдегі ғылыми негізделген шешім қабылдау қабілетіне айналады.
Зертханалық тәжірибелер арқылы функционалдық сауаттылықты қалыптастыруда оқушының өз әрекетіне талдау жасауы маңызды орын алады. Тәжірибе аяқталғаннан кейін оқушы тек қандай нәтиже алғанын айтып қана қоймай, сол нәтижеге қалай жеткенін, қандай қиындықтар болғанын, қандай әрекетті өзгерту қажеттігін және тәжірибені қайта орындаса нені басқаша жасайтынын түсіндіруі қажет. Мұндай рефлексия оқушының оқу әрекетін саналы ұйымдастыруына ықпал етеді. Мысалы, тәжірибе нәтижесі бастапқы болжаммен сәйкес келмесе, оқушы оны қателік ретінде ғана қабылдамай, сәйкессіздіктің себебін анықтауға тырысады. Осылайша қателесу танымдық үдерістің бір бөлігі ретінде қарастырылады.
Функционалдық сауаттылықты дамытуға бағытталған зертханалық жұмыстарда бағалау критерийлерін алдын ала анықтау да тиімді. Оқушы тек соңғы нәтижесі үшін емес, зерттеу сұрағын түсінуі, қауіпсіздік ережесін сақтауы, құралдарды дұрыс қолдануы, бақылау жүргізуі, деректерді тіркеуі, қорытынды жасауы және өз пікірін дәлелдеуі бойынша бағалануы мүмкін. Мұндай бағалау оқушыға өзінің қай дағдысы жақсы қалыптасқанын және қай бағытта әлі де жұмыс істеу қажет екенін түсінуге көмектеседі. Сонымен бірге мұғалім үшін де оқушының нақты даму динамикасын бақылауға мүмкіндік береді.
Зертханалық жұмыс кезінде өзін-өзі және өзара бағалау әдістерін қолдану оқушылардың жауапкершілігін арттырады. Мысалы, тәжірибе аяқталғаннан кейін әр оқушы өз жұмысына қысқаша баға беріп, қауіпсіздік ережесін сақтау, өлшеу дәлдігі, бақылау сапасы және қорытындының негізділігі бойынша өзін бағалай алады. Топтық жұмыста оқушылар бір-бірінің қорытындыларын салыстырып, қай пікірдің нақты деректермен жақсы дәлелденгенін анықтайды. Бұл олардың сыни ойлауын және ғылыми пікірталас мәдениетін қалыптастырады.
Функционалдық сауаттылықты қалыптастыру үшін зертханалық жұмыстарды бір реттік әрекет ретінде емес, жүйелі түрде ұйымдастыру қажет. Егер оқушы оқу жылы бойы әртүрлі тақырыптарда өлшеу, бақылау, салыстыру, есептеу және қорытынды жасау әрекеттерін тұрақты орындаса, оның практикалық дағдылары біртіндеп тұрақты құзыреттілікке айналады. Сондықтан мұғалім оқу бағдарламасындағы әрбір тәжірибені белгілі бір функционалдық дағдыны дамыту мүмкіндігі ретінде қарастыруы тиіс.
Мысалы, бастапқы кезеңде оқушы дайын алгоритм бойынша тәжірибе орындай алады. Кейін оған тәжірибенің кейбір қадамдарын өздігінен анықтау ұсынылады. Келесі кезеңде оқушы берілген мәселені шешу үшін қандай құрал мен әдіс қажет екенін өзі таңдайды. Соңында ол зерттеу сұрағын құрып, болжам жасап, тәжірибе жоспарын дайындап, деректерді жинап, нәтижесін бағалайтын деңгейге көтеріледі. Мұндай сабақтастық зертханалық әрекеттің қарапайым практикалық жұмыстан дербес зерттеу қызметіне дейін дамуына мүмкіндік береді.
Зертханалық тәжірибелерді заманауи цифрлық технологиялармен байланыстыру да функционалдық сауаттылықты арттыруға ықпал етеді. Мысалы, цифрлық термометр, электрондық таразы, рН өлшегіш немесе компьютерлік датчиктерді пайдалану оқушының заманауи өлшеу құралдарымен жұмыс істеу дағдысын дамытады. Ал алынған нәтижелерді электрондық кестеге енгізіп, диаграмма немесе график құру ақпараттық және математикалық сауаттылықты қалыптастырады. Мұнда технологияның өзі мақсат емес, зерттеу нәтижесін дәл әрі тиімді өңдеуге мүмкіндік беретін құрал болуы тиіс.
Дегенмен цифрлық құралдар нақты зертханалық тәжірибені толық алмастырмауы қажет. Оқушының реактивтермен жұмыс істеуі, құралдарды қолдануы, заттардың қасиеттерін тікелей бақылауы химия пәнінің тәжірибелік табиғатын түсіну үшін өте маңызды. Виртуалды тәжірибелер қауіпті немесе мектеп жағдайында орындау мүмкін емес үдерістерді модельдеуде пайдалы болса, нақты эксперимент практикалық дағды мен жауапкершілікті қалыптастырады. Сондықтан мұғалім осы мүмкіндіктерді өзара толықтыратын тәсіл ретінде қолданғаны жөн.
Химия сабағындағы зертханалық тәжірибелер оқушының денсаулық және тұрмыстық қауіпсіздік мәселелерін түсінуіне де ықпал етеді. Мысалы, тағам өнімдерінің құрамын, сусындардың қышқылдығын, судың қасиетін немесе тұрмыстық химия өнімдерінің әсерін зерттеу арқылы оқушы күнделікті тұтынатын заттарға ғылыми көзқараспен қарай бастайды. Ол өнімнің жарнамасына ғана сенбей, оның құрамына, қасиетіне және пайдалану ерекшелігіне назар аударуды үйренеді. Бұл функционалдық сауаттылықтың өмір сапасына тікелей әсер ететін маңызды қыры.
Мәселен, әртүрлі сусындардың қышқылдығын салыстыру барысында оқушылар рН көрсеткіштерін өлшеп, алынған нәтижелерді талдай алады. Одан кейін сусынның қышқылдығы мен оның тіс эмаліне ықтимал әсері жөнінде ғылыми ақпаратпен танысып, тұтыну мәдениеті туралы қорытынды жасайды. Мұндай тәжірибе химиялық білімді денсаулық сақтау мәселесімен байланыстырады. Сол сияқты жуғыш заттардың қасиетін зерттеу кезінде олардың дұрыс мөлшерін қолдану, қоршаған ортаға әсері және қауіпсіз сақтау талаптары талқылануы мүмкін.
Зертханалық тәжірибелерді жергілікті және экологиялық мәселелермен байланыстыру да үлкен тәрбиелік мәнге ие. Оқушылар өз аймағындағы су сапасы, топырақ ерекшелігі, атмосфералық ластану немесе тұрмыстық қалдық мәселелерін қарастыра алады. Әрине, күрделі химиялық талдауды мектеп зертханасында толық жүргізу мүмкін болмауы мүмкін, бірақ қарапайым көрсеткіштерді зерттеудің өзі оқушыға қоршаған ортаға ғылыми тұрғыдан қарауға мүмкіндік береді. Ең маңыздысы – оқушы экологиялық мәселені тек эмоциялық тұрғыдан емес, нақты деректер негізінде бағалауға дағдыланады.
Зертханалық жұмыста функционалдық сауаттылықтың қалыптасуы оқушының алған нәтижесін жаңа жағдайға қолдана алуынан да көрінеді. Мысалы, оқушы қышқылдардың металдармен әрекеттесуін зерттегеннен кейін осы білімін тұрмыста қышқылды заттарды металл ыдыста ұзақ сақтаудың неге дұрыс еместігін түсіндіруге пайдалана алады. Немесе судың кермектілігін зерттеген соң тұрмыстық техниканы қақтан қорғау жолдарын негіздей алады. Яғни сабақта алынған білім нақты өмірлік шешімге негіз болуы тиіс.
Мұғалім зертханалық жұмысты ұйымдастыру кезінде оқушының дайын қорытындыны қайталауынан гөрі өз ойын айтуына мүмкіндік беруі қажет. Бірдей тәжірибе орындаған оқушылар әртүрлі бақылау жасауы немесе қорытындыны әртүрлі түрде тұжырымдауы мүмкін. Мұғалім олардың пікірін жоққа шығармай, «Қандай дерекке сүйендің?», «Бұл пікірді қалай дәлелдеуге болады?», «Басқа топтың нәтижесімен сәйкес келе ме?» деген сұрақтар арқылы ғылыми дәлелдеуге бағыттауы тиіс. Мұндай педагогикалық орта оқушының еркін ойлауын және жауапкершілігін арттырады.
Химия пәніндегі зертханалық тәжірибелер оқушыны болашақ өмірге дайындауда да маңызды. Күнделікті өмірде адам әртүрлі химиялық өнімдерді пайдаланады, тағамның құрамын оқиды, дәрілік заттардың нұсқаулығымен танысады, су мен ауаның сапасы туралы ақпаратты бағалайды, тұрмыстық химия өнімдерін қолданады. Осындай жағдайларда химиялық сауаттылық адамның қауіпсіз әрі дұрыс шешім қабылдауына көмектеседі. Сондықтан мектептегі тәжірибелік сабақтардың мақсаты тек химиялық реакцияны көрсету емес, оқушыны өмірде кездесетін химиялық ақпаратпен саналы жұмыс істеуге үйрету болуы тиіс.
Осы тұрғыдан алғанда зертханалық тәжірибе мұғалім мен оқушы арасындағы дайын білімді беру үдерісінен белсенді танымдық әрекетке көшудің тиімді құралы болып табылады. Оқушы өз қолымен тәжірибе жасап, нақты нәтиже көрген кезде білімнің мәнін тереңірек түсінеді. Теория мен тәжірибенің байланысы пәнге деген қызығушылықты арттырып, химияны өмірден алшақ ғылым емес, қоршаған ортаны түсіндіретін маңызды білім саласы ретінде қабылдауға мүмкіндік береді.
Қорытынды
Қорыта айтқанда, зертханалық тәжірибелер арқылы оқушылардың функционалдық сауаттылығын арттыру химия пәнін оқытудың маңызды әрі нәтижелі бағыттарының бірі болып табылады. Зертханалық жұмыс барысында оқушы теориялық білімін нақты жағдайда қолданады, бақылау жасайды, өлшейді, ақпарат жинайды, салыстырады, есептейді, нәтижені талдайды және қорытынды шығарады. Бұл әрекеттердің барлығы функционалдық сауаттылықтың негізгі компоненттерін қалыптастыруға ықпал етеді.
Зертханалық тәжірибелердің тиімділігі олардың санына емес, педагогикалық тұрғыдан қалай ұйымдастырылғанына байланысты. Егер тәжірибе тек мұғалімнің нұсқаулығын механикалық орындау деңгейінде қалса, оқушының дербес ойлау мүмкіндігі шектеледі. Ал зертханалық жұмыс өмірлік жағдаятпен байланыстырылып, мәселе қою, болжам жасау, шешім таңдау, нәтиже талдау және дәлелді қорытынды шығару әрекеттерін қамтыса, ол функционалдық сауаттылықты қалыптастыратын қуатты құралға айналады.
Химия пәні мұғалімі тәжірибелік жұмыстарды ұйымдастыру барысында оқушыға дайын жауапты ұсынудан гөрі, оның өздігінен ойлануына мүмкіндік беретін орта қалыптастыруы қажет. Бағыттаушы сұрақтар, проблемалық тапсырмалар, топтық зерттеу, өзін-өзі бағалау және рефлексия оқушының зертханалық жұмыстағы белсенділігін арттырады. Сонымен қатар тәжірибелерді тұрмыстық, экологиялық, денсаулық сақтау және кәсіби жағдайлармен байланыстыру химиялық білімнің практикалық құндылығын көрсетеді.
Зертханалық жұмыс оқушының жаратылыстану-ғылыми сауаттылығымен қатар математикалық, ақпараттық, коммуникативтік және экологиялық сауаттылығын дамытуға мүмкіндік береді. Ол қауіпсіз әрекет етуді, ғылыми ақпаратты бағалауды, сандық деректерді өңдеуді, өз ойын дәлелдеуді және топпен жұмыс істеуді үйренеді. Мұндай дағдылар тек мектептегі оқу жетістігі үшін емес, оқушының болашақ өмірінде де маңызды.
Сондықтан химия сабақтарында зертханалық тәжірибелерді жүйелі, қауіпсіз, өмірмен байланысты және зерттеушілік сипатта ұйымдастыру қажет. Осындай сабақтарда оқушы формула мен реакция теңдеуін жаттаушы ғана емес, білімін өмірлік мәселені шешуге қолдана алатын, ғылыми деректерге сүйеніп шешім қабылдайтын тұлға ретінде қалыптасады. Осы тұрғыдан зертханалық тәжірибе оқушылардың функционалдық сауаттылығын дамытудың тиімді құралы ғана емес, сапалы химиялық білім берудің негізгі шарттарының бірі болып табылады.
Пайдаланылған әдебиеттер
- PISA 2022 Assessment and Analytical Framework. Paris: OECD Publishing, 2023.
- PISA 2025 Science Framework. Paris: Organisation for Economic Co-operation and Development.
- Hofstein A., Lunetta V. N. The laboratory in science education: Foundations for the twenty-first century // Science Education. Vol. 88. No. 1. P. 28–54.
- Abrahams I., Millar R. Does practical work really work? A study of the effectiveness of practical work as a teaching and learning method in school science // International Journal of Science Education. Vol. 30. No. 14. P. 1945–1969.
- Bybee R. W. The BSCS 5E Instructional Model: Creating Teachable Moments. Arlington: NSTA Press, 2015.
- Pedaste M., Mäeots M., Siiman L. A., de Jong T., van Riesen S. A. N., Kamp E. T., Manoli C. C., Zacharia Z. C., Tsourlidaki E. Phases of inquiry-based learning: Definitions and the inquiry cycle // Educational Research Review. Vol. 14. P. 47–61.
- Johnstone A. H. Teaching of chemistry – logical or psychological? // Chemistry Education Research and Practice. Vol. 1. No. 1. P. 9–15.
- Education for Sustainable Development: A Roadmap. Paris: UNESCO, 2020.
- Қазақстан Республикасы Оқу-ағарту министрлігі. Жалпы орта білім беру деңгейінің жаратылыстану-математикалық бағытындағы химия пәні бойынша үлгілік оқу бағдарламасы.
- Химия пәнін оқытуда зертханалық және практикалық жұмыстарды ұйымдастыруға арналған оқу-әдістемелік құралдар мен педагогикалық зерттеулер.