Химическое образование

Химическое образование (или химическое образование ) — это изучение преподавания и изучения химии . Это одна из разновидностей STEM-образования или дисциплинарных исследований в области образования (DBER). ^[1] Темы химического образования включают понимание того, как учащиеся изучают химию, и определение наиболее эффективных методов преподавания химии. Существует постоянная необходимость совершенствовать учебные программы по химии и результаты обучения на основе результатов исследований в области химического образования (CER). Химическое образование можно улучшить, изменив методы преподавания и предоставив соответствующую подготовку преподавателям химии во многих формах, включая аудиторные лекции, демонстрации и лабораторные занятия.

Важность

Химическое образование важно, потому что область химии имеет фундаментальное значение для нашего мира. Вселенная подчиняется законам химии, а люди зависят от упорядоченного развития химических реакций внутри своего тела. ^[2] Описанная как центральная наука , химия соединяет физические науки с науками о жизни и прикладными науками . Химия находит применение в пищевой промышленности , медицине , промышленности , окружающей среде и других областях. ^[3] Изучение химии позволяет учащимся узнать о научном методе и приобрести навыки критического мышления , дедуктивного рассуждения , решения проблем и общения . Преподавание химии учащимся в молодом возрасте может повысить интерес учащихся к STEM . карьере ^[4] Химия также дает студентам множество полезных навыков, которые можно применить в любой карьере. ^[5]

Стратегии преподавания

Наиболее распространенным методом преподавания химии является лекция с лабораторным компонентом. К концу XIX века лабораторные курсы стали центральной частью учебной программы по химии. немецкий учёный Юстус фон Либих Большую роль в смене модели лекции с демонстрациями на модель, включающую лабораторный компонент, играет . Либих был одним из первых химиков, открывших лабораторию, и его методология получила широкое распространение в США благодаря усилиям Эбена Хорсфорда и Чарльза У. Элиота . После работы в лаборатории Либиха Хорсфорд вернулся в США и помог основать научную школу Лоуренса при Гарвардском университете . Школа была создана по методологии Либиха и учредила первый лабораторный курс химии. Два года спустя Чарльз В. Элиот начал работать волонтером в лаборатории. Интерес Элиота к лаборатории рос, и в конце концов он взял ее на себя. Позднее Элиот был избран президентом Гарварда в 1869 году. Элиот также выполнял другие важные функции в сфере образования, что позволило ему повлиять на широкое распространение лабораторных методов. ^[6] Сегодня Американское химическое общество профессиональной подготовки требует от студентов получить 400 часов лабораторного опыта, помимо вводного курса химии, чтобы получить степень бакалавра. Аналогичным образом, Королевское химическое общество требует от студентов 300 часов лабораторного опыта, чтобы получить степень бакалавра. ^[7]

Однако с XXI века роль лабораторных курсов в учебной программе по химии подвергается сомнению в крупных журналах. ^[7]^[8]^[9]^[10] Главный аргумент против лабораторных курсов заключается в том, что существует мало доказательств их влияния на обучение студентов. Исследователи задаются такими вопросами, как «почему в учебной программе есть лабораторные работы? Что такого особенного в лабораторных работах, чего нельзя встретить в других частях учебной программы?» ^[7] Исследователи требуют доказательств того, что вложение пространства, времени и ресурсов в химические лаборатории приносит пользу обучению студентов.

Теории образования

Существует несколько различных философских точек зрения , описывающих, как осуществляется работа в области химического образования.

Точка зрения практикующего

Первый — это то, что можно было бы назвать точкой зрения практикующего специалиста , согласно которой именно люди, ответственные за преподавание химии (преподаватели, инструкторы, профессора), в конечном итоге определяют химическое образование своими действиями.

Взгляд преподавателей-химиков

Вторая точка зрения определяется самоидентифицированной группой преподавателей-химиков , преподавателей и преподавателей, которые, вместо того, чтобы заявлять о своем основном интересе к типичной области лабораторных исследований ( органические , неорганические , биохимия и т. д.), проявляют интерес в предоставлении общедоступных предложений, эссе, наблюдений и других описательных отчетов о практике посредством журнальных публикаций, книг и презентаций. Доктор Роберт Л. Лихтер, тогдашний исполнительный директор Фонда Камиллы и Генри Дрейфусов, выступая на пленарном заседании 16-й раз в два года конференции по химическому образованию (последние заседания BCCE: [1] , [2] ), поставил вопрос о почему в высшем образовании вообще существуют такие термины, как «преподаватель-химик», когда для этой деятельности существует вполне респектабельный термин, а именно «профессор химии». Одна из критических замечаний по поводу этой точки зрения заключается в том, что немногие профессора привносят в свою работу какую-либо формальную подготовку или опыт в области образования и поэтому не имеют никакого профессионального взгляда на преподавание и обучение, особенно на открытия, сделанные в области эффективного преподавания и того, как студенты учатся.

Исследование химического образования (CER)

Третья перспектива – это исследования в области химического образования (CER). CER — это тип дисциплинарных исследований в области образования (DBER), ориентированных на преподавание и изучение химии. Главной целью исследователей химического образования является помощь учащимся в развитии «экспертных» (последовательных и полезных) знаний по химии. ^[11] Таким образом, область ССЭР включает в себя исследование:

как студенты формируют свое понимание химических явлений и развивают практические навыки, относящиеся к данной дисциплине;
как результаты CER могут повлиять на разработку учебных программ, например, предлагая определенные цели обучения и учебные подходы;

и разработку инструментов для измерения вышеуказанного. ^[1]^[11]

Следуя примеру исследований в области физического образования (PER), CER имеет тенденцию брать теории и методы, разработанные в ходе исследований в области естественнонаучного образования до поступления в колледж, которые обычно проводятся в педагогических школах, и применять их для понимания сопоставимых проблем в высших учебных заведениях ( в дополнение к предуниверситетским настройкам). Как и исследователи научного образования, специалисты-практики CER склонны изучать практику преподавания других, а не сосредотачиваться на своей собственной практике в классе. Исследования в области химического образования обычно проводятся на месте с использованием людей из средних и высших учебных заведений. В исследованиях в области химического образования используются как количественные, так и качественные методы сбора данных. ^[12]^[13] Количественные методы обычно включают сбор данных, которые затем можно проанализировать с использованием различных статистических методов. Качественные методы включают интервью, наблюдения, анализ документов, ведение журналов и другие методы, общие для исследований в области социальных наук. ^[12]^[14]

Стипендия преподавания и обучения (SoTL)

Существует также новая перспектива под названием « Стипендия преподавания и обучения» (SoTL). ^[15] Хотя ведутся споры о том, как лучше всего определить SoTL, одна из основных практик заключается в том, чтобы ведущие преподаватели (органические, неорганические, биохимические и т. д.) выработали более информированное представление о своей практике, о том, как проводить исследования и размышлять над своими практиками. собственное преподавание, а также о том, что представляет собой глубокое понимание в обучении учащихся. ^[16]

Системный подход к мышлению

В 2017 году проект «Системное мышление в химическом образовании» (STICE) предложил подход системного мышления для (после) среднего образования в области общего химического образования. ^[17] Химическое образование во многом опирается на редукционистский подход , который предполагает изучение сложной темы как суммы ее частей. Редукционистский подход полезен для расширения наших знаний о мире природы, однако его недостаточно для решения глобальных проблем — устойчивости, изменения климата, загрязнения, бедности и т. д. Из-за ограничений редукционистского подхода исследователи предлагают дополнительные системы. мыслительный подход в химическом образовании. ^[18]^[19] Подход к системному мышлению предполагает изучение концепций с целостной точки зрения, что позволяет студентам-химикам критически мыслить о том, как химия связана с более крупными социальными проблемами. Исследователи полагают, что редукционистский подход, дополненный подходом системного мышления, может создать химиков с глобальным мышлением. ^[18]

Академические журналы

В нескольких журналах публикуются статьи, посвященные химическому образованию. Некоторые журналы фокусируются на определенных уровнях образования (школы или университеты), тогда как другие охватывают все уровни образования. Журнальные статьи варьируются от отчетов об аудиторных и лабораторных практиках до исследований в области образования.

Австралийский журнал химического образования : Издается Королевским австралийским химическим институтом . Охватывает как школьное, так и университетское образование.
Журнал химического образования (CEJ): охватывает все области химического образования. ^[20]^[21]
Исследования и практика химического образования (CERP): опубликовано Королевским химическим обществом (RSC). Публикует теоретические взгляды, обзоры литературы и эмпирические статьи, включая систематические оценки инновационной практики. ^[22]
Химическое образование (EiC): опубликовано Королевским химическим обществом . Охватывает все области химического образования. (EiC — образовательный журнал RSC, тогда как CERP — рецензируемый исследовательский журнал).
Основы химии (FOCH): Опубликовано Springer . Охватывает философские и исторические аспекты химического образования.
Журнал химического образования : Издается Отделом химического образования Американского химического общества . Охватывает как школьное, так и университетское образование.
Преподаватель химического образования : опубликовано издательством Springer-Verlag с 1996 по 2002 год. Охватывает все области химического образования.
Список научных журналов по химии

Исследования в области химического образования также публикуются в журналах, посвященных более широкой области естественнонаучного образования .

Предлагаемые степени по химии

США предлагают степени по химическому образованию на уровне бакалавриата и магистратуры . Предлагаются следующие степени:

Бакалавр наук в области химического образования
Магистр наук в области химического образования
Кандидат химических наук

Кроме того, колледжи и университеты предлагают степени по химии со специализацией в области химического образования. Некоторые примеры:

Бакалавр наук по химии со специализацией в области химического образования - Университет Вирджинии ^[23]
Магистр химии с упором на химическое образование - Калифорнийский университет в Санта-Барбаре ^[24]
Сборник программ магистратуры по химии, присуждающих степень магистра и доктора философии. степени за исследования в области преподавания и изучения химии ^[25] можно найти по адресу https://sites.google.com/miamioh.edu/bretzsl/cer-resources/cer-graduation-programs.

Студенты бакалавриата, интересующиеся химией, могут специализироваться в следующих областях:

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Дисциплинарные исследования в области образования: понимание и улучшение обучения в области бакалавриата в области науки и техники . Издательство национальных академий. 2012. ISBN 978-0-309-25411-3 .
^ Манро, Чарльз Э. (январь 1925 г.). «Важность преподавания химии» . Журнал химического образования . 2 (1): 67. Бибкод : 1925ЖЧЭд...2...67М . дои : 10.1021/ed002p67 . ISSN 0021-9584 .
^ «Области химии» . Американское химическое общество . Проверено 18 марта 2021 г.
^ 20 августа, опубликовано; Информационно-просветительская деятельность, 2018 г. – Сообщество; Без категории (20 августа 2018 г.). «Важность обучения детей химии» . Чемсид . Проверено 19 марта 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ «Химия | Университетский центр карьеры» . Carecenter.umich.edu . Проверено 18 марта 2021 г.
^ Шеппард, Кейт; Горовиц, Гейл (апрель 2006 г.). «От Юстуса фон Либиха до Чарльза В. Элиота: создание лабораторной работы в средних школах и колледжах США» . Журнал химического образования . 83 (4): 566. Бибкод : 2006ЖЧЭд..83..566С . дои : 10.1021/ed083p566 . ISSN 0021-9584 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Сири, Майкл К. (9 июня 2020 г.). «Создание лаборатории как места для изучения химии» . Журнал химического образования . 97 (6): 1511–1514. Бибкод : 2020JChEd..97.1511S . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00764 . ISSN 0021-9584 .
^ Бретц, Стейси Лоури (12 февраля 2019 г.). «Доказательства важности лабораторных курсов» . Журнал химического образования . 96 (2): 193–195. Бибкод : 2019JChEd..96..193B . doi : 10.1021/acs.jchemed.8b00874 . ISSN 0021-9584 .
^ Хофштейн, Ави; Мамлок-Нааман, Рахиль (1 апреля 2007 г.). «Лаборатория в естественнонаучном образовании: современное состояние» . Исследования и практика химического образования . 8 (2): 105–107. дои : 10.1039/B7RP90003A . ISSN 1756-1108 .
^ Рид, Норман; Шах, Икбал (1 апреля 2007 г.). «Роль лабораторных работ в университетской химии» . Исследования и практика химического образования . 8 (2): 172–185. дои : 10.1039/B5RP90026C . ISSN 1756-1108 .
^ Jump up to: ^а ^б Купер, Мелани М.; Стоу, Райан Л. (27 июня 2018 г.). «Исследования в области химического образования — от личного эмпиризма к доказательствам, теории и обоснованной практике» . Химические обзоры . 118 (12): 6053–6087. doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00020 . ISSN 0009-2665 . ПМИД 29893111 .
^ Jump up to: ^а ^б Основы исследований в области химического образования . Американское химическое общество. 2008. ISBN 9780841269583 .
^ Инструменты исследования химического образования . Серия симпозиумов Американского химического общества. 2014.
^ Хиди, Дж. Э.; Коппола, BP; Титтерингтон, LC (2001). «3. Стандарты оценивания» . В Зиберте, Эд; Макинтош, У.Дж. (ред.). Путь колледжа к стандартам естественнонаучного образования . НСТА Пресс. стр. 57–63. ISBN 978-0-87355-193-9 .
^ Коппола, БП (2007). «Самые красивые теории…» . Журнал химического образования . 84 (12): 1902–11. Бибкод : 2007JChEd..84.1902C . дои : 10.1021/ed084p1902 .
^ Коппола, BP; Джейкобс, Д. (2002). «Является ли стипендия преподавания и обучения новой для химии?» . В Хубере, Монтана; Морреале, С. (ред.). Дисциплинарные стили в преподавании и обучении: изучение точек соприкосновения . Американская ассоциация высшего образования. стр. 197–216 . ISBN 978-1-56377-052-4 .
^ «IOCD: Системное мышление в химическом образовании — проект STICE» . www.iocd.org . Архивировано из оригинала 19 апреля 2021 г. Проверено 19 апреля 2021 г.
^ Jump up to: ^а ^б Оргилл, МэриКей; Йорк, Сара; МакКеллар, Дженнифер (10 декабря 2019 г.). «Введение в системное мышление для сообщества химического образования» . Журнал химического образования . 96 (12): 2720–2729. Бибкод : 2019JChEd..96.2720O . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00169 . ISSN 0021-9584 .
^ «Журнал химического образования | Том 96, № 12» . pubs.acs.org . Архивировано из оригинала 29 января 2020 г. Проверено 19 апреля 2021 г.
^ «Информация о WWW Lib. сервере для Chem. Edu. J.(CEJ)» . 05.05.2015. Архивировано из оригинала 5 мая 2015 г. Проверено 3 апреля 2021 г.
^ «Обложка журнала химического образования (CEJ)» . 05.05.2015. Архивировано из оригинала 5 мая 2015 г. Проверено 3 апреля 2021 г.
^ Табер, К.С. (2012). «Признание качества в отчетах об исследованиях и практике химического образования». Исследования и практика химического образования . 13 (1): 4–7. дои : 10.1039/C1RP90058G .
^ «Специализация бакалавра химического образования | Химический факультет» . chemistry.as.virginia.edu . Проверено 24 марта 2021 г.
^ «Объединенная программа MA/TEP | Химический факультет - Калифорнийский университет в Санта-Барбаре» . www.chem.ucsb.edu . Проверено 24 марта 2021 г.
^ «Программы последипломного образования в области химического образования в Соединенных Штатах» .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с химическим образованием, на Викискладе?

[:2-1] Jump up to: ^а ^б Дисциплинарные исследования в области образования: понимание и улучшение обучения в области бакалавриата в области науки и техники . Издательство национальных академий. 2012. ISBN 978-0-309-25411-3 .

[2] Манро, Чарльз Э. (январь 1925 г.). «Важность преподавания химии» . Журнал химического образования . 2 (1): 67. Бибкод : 1925ЖЧЭд...2...67М . дои : 10.1021/ed002p67 . ISSN 0021-9584 .

[3] «Области химии» . Американское химическое общество . Проверено 18 марта 2021 г.

[4] 20 августа, опубликовано; Информационно-просветительская деятельность, 2018 г. – Сообщество; Без категории (20 августа 2018 г.). «Важность обучения детей химии» . Чемсид . Проверено 19 марта 2021 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[5] «Химия | Университетский центр карьеры» . Carecenter.umich.edu . Проверено 18 марта 2021 г.

[6] Шеппард, Кейт; Горовиц, Гейл (апрель 2006 г.). «От Юстуса фон Либиха до Чарльза В. Элиота: создание лабораторной работы в средних школах и колледжах США» . Журнал химического образования . 83 (4): 566. Бибкод : 2006ЖЧЭд..83..566С . дои : 10.1021/ed083p566 . ISSN 0021-9584 .

[:0-7] Jump up to: ^а ^б ^с Сири, Майкл К. (9 июня 2020 г.). «Создание лаборатории как места для изучения химии» . Журнал химического образования . 97 (6): 1511–1514. Бибкод : 2020JChEd..97.1511S . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00764 . ISSN 0021-9584 .

[8] Бретц, Стейси Лоури (12 февраля 2019 г.). «Доказательства важности лабораторных курсов» . Журнал химического образования . 96 (2): 193–195. Бибкод : 2019JChEd..96..193B . doi : 10.1021/acs.jchemed.8b00874 . ISSN 0021-9584 .

[9] Хофштейн, Ави; Мамлок-Нааман, Рахиль (1 апреля 2007 г.). «Лаборатория в естественнонаучном образовании: современное состояние» . Исследования и практика химического образования . 8 (2): 105–107. дои : 10.1039/B7RP90003A . ISSN 1756-1108 .

[10] Рид, Норман; Шах, Икбал (1 апреля 2007 г.). «Роль лабораторных работ в университетской химии» . Исследования и практика химического образования . 8 (2): 172–185. дои : 10.1039/B5RP90026C . ISSN 1756-1108 .

[:3-11] Jump up to: ^а ^б Купер, Мелани М.; Стоу, Райан Л. (27 июня 2018 г.). «Исследования в области химического образования — от личного эмпиризма к доказательствам, теории и обоснованной практике» . Химические обзоры . 118 (12): 6053–6087. doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00020 . ISSN 0009-2665 . ПМИД 29893111 .

[:4-12] Jump up to: ^а ^б Основы исследований в области химического образования . Американское химическое общество. 2008. ISBN 9780841269583 .

[13] Инструменты исследования химического образования . Серия симпозиумов Американского химического общества. 2014.

[14] Хиди, Дж. Э.; Коппола, BP; Титтерингтон, LC (2001). «3. Стандарты оценивания» . В Зиберте, Эд; Макинтош, У.Дж. (ред.). Путь колледжа к стандартам естественнонаучного образования . НСТА Пресс. стр. 57–63. ISBN 978-0-87355-193-9 .

[15] Коппола, БП (2007). «Самые красивые теории…» . Журнал химического образования . 84 (12): 1902–11. Бибкод : 2007JChEd..84.1902C . дои : 10.1021/ed084p1902 .

[16] Коппола, BP; Джейкобс, Д. (2002). «Является ли стипендия преподавания и обучения новой для химии?» . В Хубере, Монтана; Морреале, С. (ред.). Дисциплинарные стили в преподавании и обучении: изучение точек соприкосновения . Американская ассоциация высшего образования. стр. 197–216 . ISBN 978-1-56377-052-4 .

[17] «IOCD: Системное мышление в химическом образовании — проект STICE» . www.iocd.org . Архивировано из оригинала 19 апреля 2021 г. Проверено 19 апреля 2021 г.

[:1-18] Jump up to: ^а ^б Оргилл, МэриКей; Йорк, Сара; МакКеллар, Дженнифер (10 декабря 2019 г.). «Введение в системное мышление для сообщества химического образования» . Журнал химического образования . 96 (12): 2720–2729. Бибкод : 2019JChEd..96.2720O . doi : 10.1021/acs.jchemed.9b00169 . ISSN 0021-9584 .

[19] «Журнал химического образования | Том 96, № 12» . pubs.acs.org . Архивировано из оригинала 29 января 2020 г. Проверено 19 апреля 2021 г.

[20] «Информация о WWW Lib. сервере для Chem. Edu. J.(CEJ)» . 05.05.2015. Архивировано из оригинала 5 мая 2015 г. Проверено 3 апреля 2021 г.

[21] «Обложка журнала химического образования (CEJ)» . 05.05.2015. Архивировано из оригинала 5 мая 2015 г. Проверено 3 апреля 2021 г.

[22] Табер, К.С. (2012). «Признание качества в отчетах об исследованиях и практике химического образования». Исследования и практика химического образования . 13 (1): 4–7. дои : 10.1039/C1RP90058G .

[23] «Специализация бакалавра химического образования | Химический факультет» . chemistry.as.virginia.edu . Проверено 24 марта 2021 г.

[24] «Объединенная программа MA/TEP | Химический факультет - Калифорнийский университет в Санта-Барбаре» . www.chem.ucsb.edu . Проверено 24 марта 2021 г.

[25] «Программы последипломного образования в области химического образования в Соединенных Штатах» .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

v т и Отрасли химии
Glossary of chemical formulae List of biomolecules List of inorganic compounds Periodic table
Analytical	Instrumental chemistry Electroanalytical methods Spectroscopy IR Raman UV-Vis NMR Mass spectrometry EI ICP MALDI Separation process Chromatography GC HPLC Crystallography Characterization Titration Wet chemistry Calorimetry Elemental analysis
Theoretical	Quantum chemistry Computational chemistry Mathematical chemistry Molecular modelling Molecular mechanics Molecular dynamics Molecular geometry VSEPR theory
Physical	Electrochemistry Spectroelectrochemistry Photoelectrochemistry Thermochemistry Chemical thermodynamics Surface science Interface and colloid science Micromeritics Cryochemistry Sonochemistry Structural chemistry Chemical physics Molecular physics Femtochemistry Chemical kinetics Spectroscopy Photochemistry Spin chemistry Microwave chemistry Equilibrium chemistry Mechanochemistry
Inorganic	Coordination chemistry Magnetochemistry Organometallic chemistry Organolanthanide chemistry Cluster chemistry Solid-state chemistry Ceramic chemistry
Organic	Stereochemistry Alkane stereochemistry Physical organic chemistry Organic reactions Organic synthesis Retrosynthetic analysis Enantioselective synthesis Total synthesis / Semisynthesis Fullerene chemistry Polymer chemistry Petrochemistry Dynamic covalent chemistry
Biological	Biochemistry Molecular biology Cell biology Chemical biology Bioorthogonal chemistry Medicinal chemistry Pharmacology Clinical chemistry Neurochemistry Bioorganic chemistry Bioorganometallic chemistry Bioinorganic chemistry Biophysical chemistry
Interdisciplinarity	Nuclear chemistry Radiochemistry Radiation chemistry Actinide chemistry Cosmochemistry / Astrochemistry / Stellar chemistry Geochemistry Biogeochemistry Photogeochemistry Environmental chemistry Atmospheric chemistry Ocean chemistry Clay chemistry Carbochemistry Food chemistry Carbohydrate chemistry Food physical chemistry Agricultural chemistry Soil chemistry Chemistry education Amateur chemistry General chemistry Clandestine chemistry Forensic chemistry Forensic toxicology Post-mortem chemistry Nanochemistry Supramolecular chemistry Chemical synthesis Green chemistry Click chemistry Combinatorial chemistry Biosynthesis Chemical engineering Stoichiometry Materials science Metallurgy Ceramic engineering Polymer science
See also	History of chemistry Nobel Prize in Chemistry Timeline of chemistry of element discoveries "The central science" Chemical reaction Catalysis Chemical element Chemical compound Atom Molecule Ion Chemical substance Chemical bond Alchemy Quantum mechanics
Category Commons Portal WikiProject

Базы данных авторитетного контроля
International	FAST
National	France BnF data Germany 2 Israel United States