Использование проблемного обучения и лабораторных практикумов для развития критического мышления и умений самостоятельного решения исследовательских задач при изучении химии

Аннотация

В статье рассматривается проблема несоответствия между высоким уровнем усвоения теоретического материала и недостаточной сформированностью критического мышления и умений самостоятельного решения исследовательских задач у студентов-химиков. Цель исследования состоит в эмпирической оценке эффективности интеграции проблемного обучения и лабораторных практикумов исследовательского типа в структуру курса химии для развития указанных компетенций. Педагогический эксперимент был проведен на базе кафедр неорганической химии, химического и экологического образования в течение четырех семестров (2021-2023 гг.) с участием 86 студентов третьего курса, разделённых методом случайной выборки на экспериментальную (n = 42) и контрольную (n = 44) группы с сопоставимым исходным уровнем подготовки. В экспериментальной группе лабораторные занятия строились на решении открытых проблемных кейсов, требующих самостоятельного поиска информации, планирования эксперимента, интерпретации данных и групповой рефлексии; в контрольной сохранялась традиционная модель «инструктивного» практикума и решения типовых задач. Диагностика включала адаптированную версию теста критического мышления Уотсона-Глейзера (входной и итоговый замер), экспертную оценку исследовательских проектов и лабораторных отчётов по ряду критериев (глубина интерпретации, анализ погрешностей, оригинальность выводов) по 10-балльной шкале, а также количественно-качественный анализ обращений студентов к преподавателю. Статистическая обработка проводилась в пакете SPSS с использованием t-критерия Стьюдента, корреляционного и регрессионного анализа при уровне значимости α = 0.05. Установлено, что в экспериментальной группе уровень критического мышления вырос с 41,3 до 70,1% (прирост 28,8 п.п., p 0.001) при статистически незначимом изменении показателя в контрольной группе (3,3 п.п.); доля студентов, самостоятельно выполняющих проблемную лабораторную задачу, в экспериментальной группе достигла 78,8% против 16,7% в контрольной, а интегральное качество отчётов почти вдвое превысило аналогичный показатель (8,27 против 4,33 балла). Выявлена сильная положительная корреляция (r > 0.75) между уровнем критического мышления и успешностью решения исследовательских задач в экспериментальной группе, что свидетельствует о системном влиянии интегрированной модели проблемного обучения и исследовательских практикумов на формирование целостной структуры профессиональных компетенций будущих химиков и обосновывает целесообразность её масштабирования в практике высшего химического образования.