doi.org/10.53656/ped2024-2s.06

Резюме. През последните десетилетия се установяват понижен интерес и ниска мотивация за учене по природни науки в средното училище. Промени в тези факти се търсят чрез практическо насочване на учебното съдържание, чрез включване на иновативни методи и средства за обучение. Целта на представеното изследване е да се разработи система от самостоятелни учебни дейности за обучението по химия в IX клас и да се проследи тяхното влиянието върху мотивацията за учене на учениците. В експеримента участват 48 деветокласници. Мотивацията за учене по химия на учениците е проучена преди и след експерименталните дейности чрез въпросник за ученическа мотивация към ученето по химия (BG SMTSLQ), който е валидиран на български език. Данните са обработени чрез непараметрични статистически методи. Резултатите след експеримента показват повишение или задържане нивото на мотивация за учене по химия на участниците в експерименталната група по отношение на всички скали на въпросника.

Ключови думи: мотивация за учене; самостоятелно учене; обучение по химия; обучение по природни науки

Въведение

Развитието на природните науки и математиката се счита за основен фактор за просперитета на съвременното общество и за бърз технологичен прогрес. Още към края на XX век обаче е установено постоянно намаляване на интереса към обучението по природни науки (Astin 1977). В началото на новия век се наблюдава известно увеличаване на учениците и студентите в областта на природните науки, математиката, инженерството и технологиите (STEM), но най-вече за сметка на биологията и информатиката1. Намаляването на интереса към природните науки и към химията в частност е установено и в България (Тоshev 2007). Проучване сред ученици в средните училища в последните години показва постоянство в тази тенденция – химията е вторият най-нехаресван предмет след математиката (Gendjova 2017). В други изследвания се установява, че „ученици, които желаят в бъдеще да се ангажират с информационни технологии, инженерство и други природни науки, не припознават значението на обучението по химия и проявяват по-ниски нива на мотивация“ за учене по този предмет (Тоdorova 2021).

От друга стана, изследване на вижданията на ученици и учители за учебната среда при обучението по химия у нас сочат, че те определят настоящата учебна среда повече като традиционна, но желаят промяна, която е насочена в голяма степен към конструктивистките практики. (Hollenbeck et al. 2009; Boiadjieva et al. 2011). В резултатите от тези проучвания прави особено впечатление мнението и на учениците, и на учителите във връзка с взаимоотношенията учител – ученик, както и ученик – ученик в часовете по химия. Мненията на учениците за взаимодействието „ученик – учител показват, че възприемат учебната среда по-скоро като центрирана около учителя, като ясно изразяват своето желание да са в центъра на процеса на обучение. Мненията на учителите за настоящата среда показват, че те ясно осъзнават, че средата не е в достатъчна степен ориентирана към учениците“ (Hollenbeck et al. 2009). Резултатите по отношение на взаимодействието ученик – ученик „разкриват осъзнаването и от учители, и от ученици на необходимостта от ползотворни отношения между учащите се при решаването на учебни задачи“ в часовете по химия.

Очертаните проблеми – намаляването на интереса за учене на химия и налагащата се необходимост от промени в учебната среда – ни насочиха към провеждане на настоящото изследване. Основната му цел е да се разработи система от самостоятелни учебни дейности за обучението по химия в IX клас и да се проследи влиянието на самостоятелното учене в клас върху мотивацията за учене при учениците. Във фокуса на проучванията е следният изследователски въпрос: установяват ли се промени в мотивацията за учене по химия на учениците от IX клас в резултат на включване на самостоятелни учебни дейности, провеждани в групи по време на учебните занятия.

Теоретични основи на изследването

Според Славин мотивацията за учене е характеристика на учебната дейност, която се изследва и измерва трудно (Сlavin 2004). Причини за това се търсят в разнообразните фактори, които я определят и ѝ влияят. В резултат на обстоен анализ на литературни източници Тодорова (2021) извежда четири основни групи фактори, които определят мотивацията за учене по природни науки, между които е и химията: (а) характеристики на ученика – нагласи, интерес, цели, Аз-убеждения (Аз-ефикасност, самоопределяне, самоуважение, самочувствие, самооценка); (б) професионални особености на учителя – по-ставяне на реалистични цели в класната стая, дейности, подходи и методи, отношение към учениците и др.; (в) учебно съдържание – достъпно, с практическа насоченост, съобразено с работната памет, интересно; (г) учебна среда – материална база, подкрепяща среда, взаимоотношения и др. Тези фактори са в основата на дизайна на планирания и проведен педагогически експеримент.

За подбора на подходящи подходи, методи, средства и учебно съдържание за реализиране на експеримента особено значение има възрастовата характеристика на учениците от IX клас – юноши на възраст 15 – 16 години. В когнитивен план юношеството е етап на преход от използване на конкретни операции към прилагането на формалните операции в разсъжденията. В този период се поражда и развива хипотетико-дедуктивното мислене (Сlavin 2004). Това е една от причините теоретичните въпроси в обучението по химия, като строеж на веществото, общи характеристики на химичните процеси, окислително-редукционни процеси, да са включени в учебното съдържание за общообразователна подготовка в периода между VIII и X клас. От друга страна, Стойков (Stoykov 2001, р. 209) подчертава, че в тази възраст „значимостта на учебния процес зависи от това какво ще допринесе за бъдещето на юношата“ и затова се наблюдава силно „изявена връзка между учебните и професионалните интереси“. В личностен план, юношеството е период на изграждане на вътрешната позиция на личността, като система от потребности, интереси, ценности и мотиви на поведение, чието удовлетворяване определя активността на личността (Silgigiyan-Georgieva 1998). Някои от факторите, които имат значение за формиране на тази вътрешна позиция са от значение и за избора, и за организацията на учебните дейности при проведения педагогически експеримент: (а) обществените изисквания, потребности и цели, които чрез учители и родители достигат до ученика; (б) включване на тези изисквания в предметните дейности и общуването и успешния резултат от тях; (в) преживяване на удовлетвореност, приятни чувства и емоции поради успешното ориентиране в действителността и поради използването на личните способности, за да се реализира това ориентиране (Silgigiyan-Georgieva 1998).

Въз основа на тези теоретични постановки е определен начинът на организация на учебните дейности в педагогическия експеримент – самостоятелно учене в групи в часовете по химия. Така се осигурява възможност за: възприемане на поставените цели индивидуално и чрез групата; включване в дейности и взаимодействие със съучениците по конкретно учебно съдържание; самостоятелно ориентиране в дейността и оценяване на извършване на учебните задачи не толкова от учителя, колкото в групата. Такава организация според нас също може да подкрепи увереността на ученика в неговите знания и умения.

За провеждане на експеримента е подбрано учебното съдържание от програмата по химия и опазване на околната среда (ХООС) за IX клас2 по учебния план с интензивно изучаване на чужд език, като са определени темите „Строеж на веществото“, „Свойства на металите и на техните съединения“ и „Свойства на неметалите и техните съединения“. Първата от тези теми не предполага много и разнообразни химични експерименти, които имат стимулиращ ефект върху дейността на учениците, но е с важно, основополагащо значение за обучението по химия в първи гимназиален етап. Чрез нея учениците усвояват знания и умения за строеж на атомите и електронната обвивка, за видовете химични връзки и влиянието им върху свойствата на веществата, за строежа на кристалните вещества. Учебната дейност по тази тема способства за формиране и развитие на формалните операции. Следващите две теми дават възможност за реализация на дедуктивен подход чрез приложение на обобщените теоретични постановки към конкретни случаи и доказване на изградените хипотези чрез химични експерименти.

Като се отчитат тези особености на учебното съдържание, основни методи при осъществяване на експеримента са: работата с текст – от учебника, разработен от учителя или автентичен; решаване на тренировъчни и проблемни задачи с индуктивен и дедуктивен характер. Задачите са подбрани или разработени въз основа на компетентностите като очаквани резултати от обучението, описани в учебната програма2, които са конкретизирани и операционализирани.

Например очакваният резултат за дейността на ученика „Представя чрез текст, схема или таблица строежа на електронната обвивка на атомите на първите двадесет елемента от Периодичната система (таблица)“2 е операционализиран със следните конкретни цели: (а) изброява основни характеристики на електрона; дефинира основни понятия …; определя максимален брой електрони в даден електронен слой; изброява и обяснява приложението на правилата за запълване на електронната обвивка; прилага правилата за запълване на електронната обвивка. За всички конкретни цели са разработени задачи, като и целите и задачите са организирани в работни листове за всеки ученик. Втората и третата тема от учебната програма включват, от една страна, дедуктивни задачи за предвиждане на свойствата на изучаваните прости вещества и химични съединения, а от друга – демонстрационни и лабораторни експерименти за потвърждение на направените хипотези.

Описаните дейности са осъществени в постоянни групи, които учениците сами сформират и които почти не се променят в хода на експеримента. Така се създава спокойна и креативна атмосфера за работа.

Методология на изследването и описание на извадката

Проведеното изследване може да се определи като изследване на действащ учител с експериментален дизайн и смесени изследователски методи. Неговото планиране и провеждане включва следните елементи: анализ на учебната програма за IX клас с цел извеждане на компетентности като очаквани резултати от обучението и съответна конкретизация и операционализация на целите; подбор и разработване на ресурси и задачи за самостоятелна дейност по групи в съответствие с операционализираните цели; определяне на въпросника за количествено събиране на данни; първоначално анкетиране на контролна и експериментална групи; провеждане на експерименталните дейности само с експерименталните паралелки, като контролните учат по същия учебен план и учебници и при традиционни методи на работа; наблюдение на дейностите на експерименталната група и водене на дневник на учителя; анкетиране на експерименталната и контролната група в края на първия срок; интервюиране на ученици от експерименталната група.

Както се вижда от описанието, количествен метод за събиране и анализ на данни е анкетирането на ученици. От страна на качествените методите са използвани наблюдение на дейността на учениците и контент-анализ на интервюта, проведени с ученици, и на дневника на учителя. В настоящата статия са представени резултатите само от анкетирането на ученици. За него е използван въпросник, който е преведен и валидиран на български език за целите на друго изследване на мотивацията на учениците за учене по химия (Tuan, Chin & Shieh 2005;, Тоdorova 2021; Тodorova & Kirova 2018) – въпросник за мотивация на учениците за учене по химия (Students’ motivation toward chemistry learning questionnaire, BG SMTCLQ). При валидирането е установено високо ниво на надеждност на инструмента чрез определяне на коефициент α на Кронбах – 0,92 за целия въпросник и от 0,74 до 0,87 за отделните му части (Тоdorova 2021).

Въпросникът съдържа 6 групи въпроси: скала 1, „Аз-ефективност (Self-efficacy)“ – 7 твърдения; скала 2, „Активно учене (Active learning strategies)“ – 8 твърдения; скала 3, „Обучението по химия като ценност (Chemistry learning value)“ – 5; скала 4, „Изпълнение на целите (Performance goal)“ – 4; скала 5, „Постигане на целите (Achievement goal)“ – 5; скала 6, „Учебна среда и стимули (Learning environment stimulation)“ – 6 твърдения. При анкетирането учениците представят своето мнение за твърденията от въпросника в 5- степенна скала: 1 – изобщо не съм съгласен/а; 2 – не съм съгласен/а; 3 – колкото съм съгласен/а, толкова и не съм съгласен/а; 4 – съгласен/а съм; 5 – напълно съм съгласен/а. Въпросникът съдържа общо 9 реверсивни твърдения от скалите „Аз-ефективност“ и „Изпълнение на целите“. Това е взето под внимание при обработка на данните. Анкетирането е проведено в началото на учебната година и в края на първия учебен срок на учебната 2022/2023 година с учениците от експерименталните и контролните паралелки, без уеднаквяване на групи. По време на първото и второто анкетиране от паралелките има отсъстващи ученици, които не са отчетени при статистическата обработка на данните.

В експерименталната група участват общо 48 ученици от IX клас на възраст 15 – 16 години от две паралелки. Едната е с профил английски език и компютърни науки и в нея са включени 14 момичета и 10 момчета (означена като А клас). Другата е с профил английски език и биология и химия с 22 момичета и 2 момчета (означена като Б клас). Контролната група също включва две паралелки: с профил английски и испански език – 14 момичета и 12 момчета; с профил английски и френски език – 12 момичета и 12 момчета.

Резултати и обсъждане

Данните от анкетирането за експерименталната и контролната група са обработени статистически, като са определени централни тенденции и стандартно отклонение за въпросника и по скали. Малките групи, които участват в изследването, ни насочиха към непараметрични методи за определяне на статистически значими разлики в мненията на учениците за тяхната мотивация: за сравнение на данните от първото и второто анкетиране за двете експериментални групи – непараметричен тест на Уилкоксън за свързани извадки за целия въпросник и за скалите; непараметричен тест на Ман – Уитни при сравнение между експерименталната и контролната група в началото на учебната година и в края на първия срок. Формулираните хипотези за отсъствие (Н0: μе = μк) или наличие (Н1 : μе ≠ μк) на статистически значими разлики в мненията на учениците са определени при ниво на значимост р ≤ 0,05.

Резултатите от статистическите процедури показват, че според мненията на учениците няма съществени разлики в мотивацията за учене по химия в началото на учебната година между експерименталната и контролната група общо за въпросника и за 4 от скалите му (таблица 1). Установява се статистически значима разлика в самоувереността на учениците (скала 1), което е обосновано, като се има предвид, че едната е с насоченост към бъдещо обучение, свързано с биологията и химията. Също така се установява първоначална разлика в мненията на учениците по скала 5 – „Постигане на целите“. Твърденията в нея са свързани с удовлетворение при решаване на задачи и проблеми, представяне на собствени виждания и идеи в обучението по химия и тази разлика е очаквана при учениците от експерименталната група, като се има предвид тяхната насоченост.

В резултатите се регистрират разлики в мотивацията на учениците в края на първия срок между експерименталната и контролната група общо за въпросника и по отделните скали, с изключение на скала 5 (таблица 2). Като се има предвид учебният план за IX клас за паралелки с интензивно езиково обучение, които в една година трябва да усвоят учебното съдържание за VIII и IX клас за пет учебни предмета, е обосновано понижаването на мотивацията в контролната група. Много фактори могат да са причини за тези разлики, но може основателно да се предположи, че включването на учениците в самостоятелното учене по химия може да задържи нивото на интерес и да намали стреса от големия обем учебно съдържание. Ученето в клас явно показва на учениците, че постигането на учебните цели не е недостъпно, а груповата работа подпомага процесите на възприемане и осмисляне на новото учебно съдържание по химия.

За целите на изследването особено значение има сравнението на мненията на учениците от експерименталната група за тяхната мотивация в първото и второто анкетиране. Както се вижда от резултатите в таблица 3, при учениците от паралелката с насоченост към компютърните науки (клас А) не се наблюдава съществена промяна в мотивацията в сравнение с началото на учебния срок и може да се каже, че тя се задържа на първоначалните нива. Разликата в резултатите за твърденията от скала 2 може да се дължи на наблюдаваните по време на часовете организираност и активно включване на учениците от А клас в самостоятелните учебни дейности или на техни особености и характеристики, насочени към активно търсене и самостоятелно справяне с учебните задачи.

Учениците от Б клас, с насоченост към биология и химия, самодокладват чрез отговорите си статистически значими промени в мотивацията за учене за целия въпросник и две от скалите – „Аз-ефективност“ и „Учебна среда и стимули“, като се наблюдава известно повишаване на резултатите. Явно, тяхната увереност в собствените сили се повишава, а се променя в положителна посока и тяхното отношение към създадената нова учебна среда.

Заключение

Мотивацията за учене на учениците е сложно, многопластово явление, а нейното формиране и развитие зависят от множество фактори. Промените в някои от тях по време на процеса на обучение може да доведат до промени и в мотивацията, но в реалната учебна среда е трудно да се установи доколко ефектите се дължат само на тези изменения. Затова е необходимо да се провеждат смесени изследвания, включващи и количествени, и качествени методи за събиране и анализ на данни. В настоящата статия са представени резултатите само от предвидения количествен метод – анкетиране с въпросник, съдържащ 35 твърдения – за накратко описаното изследване с експериментален дизайн. Резултатите от него показват, че включването на самостоятелно учене в групи в учебния час по химия още в IX клас, може да задържи и дори да повиши мотивацията на учениците за учене по този, не особено харесван, учебен предмет. То им дава увереност за справяне с новото съдържание, активира дейността им, насочва ги към постигане на целите и създава учебна среда, близка до желаната от тях самите – да учат не толкова самостоятелно или при взаимодействие с учителя, колкото със и чрез участие в групови дейности. Резултатите от използвания количествен метод за събиране и анализ на данни показват тенденциите за промени в мотивацията за учене по химия на учениците при прилагане на самостоятелно учене в клас. Отговори на въпроси на какво се дължат тези виждания на учениците, какво е мнението им за новата учебна среда и самостоятелното учене, как тези фактори влияят на начина им на учене, ще се търсят чрез анализ на наблюдаваните в клас процеси и отговорите на учениците при проведените интервюта. Така може да се получи по-пълна картина за влиянието на новата организация на обучението върху мотивацията за учене по химия на учениците.

БЕЛЕЖКИ

1. ROBERTS, G. (2002). SET for success: The supply of people with science, technology, engineering and mathematics, skills. HM Treasury: London. Available from: https://webarchive.nationalarchives.gov.uk/ukgwa/+/http:/ www.hm-treasury.gov.uk/ent_res_roberts.htm [Viewed 2023-07-25].

2. УЧЕБНА ПРОГРАМА ПО ХИМИЯ И ОПАЗВАНЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА ЗА IX КЛАС (общообразователна подготовка по рамкови учебни планове по чл. 12, ал. 2, т. 2, 3, 4, 22 от наредба № 4 от 30 ноември 2015 г. за учебния план). Available from: https://mon.bg/bg/1691 [Viewed 2023-07-25].

ЛИТЕРАТУРА

БОЯДЖИЕВА, Е.; КИРОВА, М.; ТАФРОВА-ГРИГОРОВА, А.; ХОЛЕНБЕК, ДЖ., 2011. Учебната среда по природни науки в българското училище през погледа на учениците. Химия, Т. 20, № 1, с. 43 – 56. ISNN 0861-9255.

ГЕНДЖОВА, А., 2017. Ученически нагласи, свързани с науката и учените: стереотипи, особености, приложения. Природните науки в образованието, Т. 26, № 1, с. 139 – 154. ISNN 0861-9255.

СИЛГИДЖИЯН-ГЕОРГИЕВА, Х., 1998. Аз-концепция и психосоциална идентичност: Жизненият преход към зрелостта. София: Св. Климент Охридски. ISBN 954-07-0681-5.

СЛАВИН, Р., 2004. Педагогическа психология. София: Наука и изкуство. ISBN 954-02-0293-0.

СТОЙКОВ, И., 2001. Педагогическа и възрастова психология. В. Търново: Фабер. ISBN 954-775-035-6.

ТОДОРОВА, В., 2021. Мотивация на ученици за изучаване на химия. Автореферат на дисертация. София: Св. Климент Охридски“. Available from: https://www.uni-sofia.bg/index.php/bul/universitet_t/fakulteti/ fakultet_po_himiya_i_farmaciya/obuchenie/doktoranturi/pridobivane_ na_obrazovatelnata_i_nauchna_stepen_doktor/arhiv/vesela_najdenova_ todorova_fakultet_po_himiya_i_farmaciya [Viewed 2023-07-25].

ТОШЕВ, Б. В., 2007. Ранното обучение по природни науки – интегрален или модулен подход. Bulgarian Journal of Science and Education Policy, Т. 1, № 1, с. 51 – 56. ISNN 1313-1958

ХОЛЕНБЕК, ДЖ.; КИРОВА, М.; БОЯДЖИЕВА, Е.; ТАФРОВА-ГРИГОРОВА, А., 2009. Ученици и учители за настоящата и предпочитана учебна среда – резултати от едно проучване. Химия, Т. 18, № 5, с. 349 – 369. ISSN 0861-9255.

TODOROVA, V.; KIROVA, M., 2018. Adaptation of the questionnaire that measures students’ motivation toward science learning (SMTSL) into Bulgarian version of students’ motivation toward chemistry learning questionnaire (BG SMTCLQ). Available from: https://www.atiner. gr/papers/CHE2018-2606.pdf. [Viewed 20.07.2023] ISSN 2241-2891.

ASTIN, A.W., 1977. Four critical years. San Francisco: Josey-Bass. ISBN 978-0-470-62314-5.

TUAN, H.; CHIN, C. & SHIEH, S., 2005. The development of a questionnaire to measure students‘ motivation towards science learning. International Journal of Science Education, vol. 27, no 6, pp. 639-654. ISSN 0950-0693

REFERENCES

ASTIN, A.W., 1977. Four critical years. San Francisco: Josey-Bass. ISBN 978-0-470-62314-5.

BOIADJIEVA, E. et al., 2011. Science learning environment in the Bulgarian school: students’ beliefs. Chemistry, vol. 20, no 1, pp 43 – 56 [in Bulgarian]. ISNN 0861-9255.

GENDJOVA, A., 2017. Students’ attitudes related to science and scientists: stereotypes, peculiarities, implications. Chemistry. Bulgarian journal of science education, vol. 26, no 1, pp. 139 – 154. [in Bulgarian]. ISNN 0861-9255.

HOLLENBECK, J. et al., 2009. A study on students’ and teachers’ perceptions and expectations of their learning in secondary science classrooms. Chemistry, vol. 18, no 5, pp. 349 – 369 [in Bulgarian]. ISSN 0861-9255.

SILGIGIYAN-GEORGIEVA, H, 1998. Self-concept and psychosocial identity: The life transition to adulthood. Sofia: St. Kliment Ohridski University Press.

SLAVIN, R., 2004. Educational psychology. Sofia: Science and Art. ISBN 954-02-0293-0.

STOYKOV, I., 2001. Pedagogical and age psychology. V. Tarnovo: Faber. ISBN 954-775-035-6.

TODOROVA, V., 2021. Students’motivation to learn chemistry. Dissertation abstract. Sofia: Sofia University St. Kliment Ohridski. Available from: https://www.uni-sofia.bg/index.php/bul/universitet_t/fakulteti/ fakultet_po_himiya_i_farmaciya/obuchenie/doktoranturi/pridobivane_ na_obrazovatelnata_i_nauchna_stepen_doktor/arhiv/vesela_najdenova_ todorova_fakultet_po_himiya_i_farmaciya [Viewed 2023-07-25].

TODOROVA, V. & KIROVA, M., 2018. Adaptation of the questionnaire that measures students’ motivation toward science learning (SMTSL) into Bulgarian version of students’ motivation toward chemistry learning questionnaire (BG SMTCLQ). Available from: https://www.atiner.gr/ papers/CHE2018-2606.pdf. [Viewed 20.07.2023]

TOSHEV, B.V., 2007. The early science teaching and learning: integral vs. modul approach. Bulgarian journal of science and education policy (BJSEP), vol. 1, no 1, pp. 51 – 56. ISNN 1313-1958.

TUAN, H.; CHIN, C. & SHIEH, S., 2005. The development of a questionnaire to measure students‘ motivation towards science learning. International Journal of Science Education, vol. 27, no 6, pp. 639 – 654. ISSN 0950-0693.