https://doi.org/10.53656/nat2024-5-6.04

Резюме. В работата е представен разработеният дидактически тест за установяване на знанията и уменията на учениците да решават графични химични задачи. Описани са етапите при създаване на теста и при изследване на неговите качества чрез оценката на експерти учители по предмета химия и опазване на околната среда. Резултатите от експертната оценка показват, че тестът отговаря на описаните в литературата изисквания към дидактическите тестове и може ефективно да се използва в педагогическата практика по химия.

Ключови думи: процес на обучение по химия; тестови графични задачи по химия

Въведение

Решаването на графични задачи в уроците по химия има важна роля за формиране у учениците на графични и на свързаните с тях по-общи конструктивни умения, за развитие на конструктивно мислене у подрастващите. Всичко това е необходимо както за умственото израстване на учениците, така и за ориентирането им в различни области на практическия живот.

Системното и целенасочено осъществяване на контрол и оценка на графичните знания и умения би подпомогнало формирането и развитието им у учениците.

Предпочитано средство за контрол на резултатите от обучението са тестовите задачи. Използването на дидактически тестове в процеса на обучение има редица предимства: тестовете се отличават с обективност, тъй като се прилагат еднакви критерии към оценяването на всички ученици; осигуряват икономичност по отношение на време; предоставят възможности за сравняване постиженията на отделни ученици, класове и училища; резултатите от тестовете могат да се подложат на математико-статистически анализ, на обработка чрез компютърни програми; подходящи са за самоконтрол.

Целта на работата е свързана с разработване на тестови инструментариум за диагностика на графичните знания и умения на учениците в обучението по химия и опазване на околната среда VIII клас, раздел „Свойства на неметалите и на техни съединения“.

Настоящата работа се явява продължение на друга публикация (Angelacheva 2024, рр. 72 – 90), в която са изведени същностните характеристики на графичните задачи в учебния процес по химия, предложена е класификация на учебните графични задачи по химия и е представена разработената методика за подбор, съставяне и приложение на графичните задачи в обучението по химия.

Теоретични основи на изследването

Обучението е процес на усвояване на натрупания социален опит от подрастващите. Успешното реализиране на целите на обучението е възможно чрез периодично съотнасяне на достигнатите резултати със заплануваните цели на обучението, т.е. чрез осъществяване на контрол на резултатите от процеса на обучение. Контролът е взаимодействие между учителя и ученика с цел да се диагностицират както качествата на съвместната им дейност, така и резултатите от нея, да се вземат решения за регулация и саморегулация на дейностите и поведението на субектите (учител, ученик) за изпълнение или за коригиране на по-нататъшния ход на обучението (Mateeva et al. 1998). Контролът е процес (част от процеса на обучение), който има свои цели, съдържание, методи, форми и резултати (фиг. 1).

Анализът на педагогическата литература позволява в таблица 1 да бъдат изведени основните функции на контрола, които съвпадат с неговите цели (Mateeva et al. 1987; 1998).

Съдържанието на контрола може да се определи като съдържание на обучението, което обективно може и трябва да се контролира. Съдържанието на обучението по химия е система от знания, умения и отношения (табл. 2).

За реализиране на целите и съдържанието на контрола се използва съчетание от методи, форми и средства за контрол (Mateeva et al. 1987; 1998).

Методът за контрол е начинът, чрез който учениците изявяват знанията и уменията си – словесно изложение, писмено изложение, извършване на практическа работа. Следователно основните методи за контрол на знанията и уменията на учениците по химия са: устен, писмен и практически (табл. 3). Всеки метод за контрол може да се реализира чрез прилагане на индивидуална, групова или фронтална организационна форма.

Посочените методи за контрол не се прилагат самостоятелно и нито един от тях не е универсален. Съчетаването на методите и на формите за контрол оптимизира учебния процес и повишава неговата ефективност.

Като средства за контрол в процеса на обучение по химия се използват въпроси и учебни задачи. В педагогическата литература се предлагат различни определения на понятието задача. Общоприети са формулировките: задачата е средство за познание от ученика; задачата е обект на познание за ученика; дейността при решаване на задачата е насочена към получаване на познавателен резултат (Mateeva et al. 1987; 1998).

На базата на класификацията на учебните задачи по химия в (Angelacheva 2024, рр. 72 – 90) са изведени признаци за класификация на графичните задачи по химия (табл. 4).

Представената класификация на графичните задачи по химия е използвана при подбора и съставянето на тестови графични задачи за темите от раздела „Свойства на неметалите и на техни съединения“ в VIII клас.

Описание на изследването

Компетентностите в областта на природните науки (природонаучните компетентности) са конкретизирани в учебните програми по химия и опазване на околната среда. В таблица 5 са представени природонаучните компетентности като очаквани резултати (знания, умения и отношения), зададени в Учебната програма по химия и опазване на околната среда VIII клас.

На базата на дефинираните в Учебната програма за VIII клас компетентности като очаквани резултати от обучението (табл. 5) е разработен дидактически тест за диагностика на графичните знания и умения на учениците при изучаване на 15. и 16. група на Периодичната система (раздел „Свойства на неметалите и на техни съединения“). Създаденият дидактически тест „Вещества на елементите от 15. и 16. група на Периодичната система“ е базиран на таксономията на Б. Блум. Тестовите задачи имат за цел да проверяват първите три познавателни равнища от таксономията на Б. Блум – знание, разбиране и приложение (табл. 6).

Съотношението между задачите от теста е съответно: 7 задачи за проверка на знание, 6 задачи за проверка на разбиране и 3 задачи за проверка на приложение. Съдържанието на тестовите задачи включва най-значимите знания и умения, заложени като очаквани резултати в учебната програма по химия и опазване на околната среда VIII клас, раздел „Свойства на неметалите и на техни съединения“.

Разработеният тест може да се характеризира на базата на признаците за класификация на дидактическите тестове (Bizhkov 1996, рр. 59 – 76; Genkova, Naidenova, 2003, р. 54) (фиг. 2).

Целта на разработения тест може да се формулира по следния начин: да се диагностицира равнището на графичните знания и умения на учениците при изучаване на раздел „Свойства на неметалите и на техни съединения“ VIII клас.

Конкретизацията на целта в задача на измерването налага обвързване на целите и съдържанието на обучението с целите и задачите на контрола. Това се отнася до изготвянето на т.нар. спецификация на теста (подробен списък от знания и умения, които могат да бъдат обект на контрол и оценка) (табл. 7).

Подредбата на тестовите задачи е осъществена въз основа на следните критерии:

– според вида на отговорите (първите 13 задачи са с избираем отговор, а последните 3 – със свободен отговор);

– според характера на учебното съдържание (например задачи за състав и строеж на веществата, за физични и химични свойства на веществата, за разпространение, приложение и получаване на веществата и др.);

– според когнитивните равнища и познавателните области.

Конструираният тест е основен инструмент за диагностика на графичните знания и умения на учениците при изучаване на раздела „Свойства на неметалите и на техни съединения“ VIII клас. Резултатите от прилагането на теста в процеса на обучение по химия са представени и анализирани в (Angelacheva, 2024, рр. 72 – 90). На фокус в настоящата статия са данните от осъществената експертна оценка за доказване на качествата на разработения тест.

Резултати и обсъждане

Прилагането на метода на експертната оценка е съобразено с изискванията, описани в педагогическата литература (Bizhkov 1996). Експертната оценка е извършена от 7 учители по предмета химия и опазване на околната среда. Експертите оценяват качествата на теста по отношение на неговата съдържателна валидност, надеждността на предложените критерии за оценка на резултатите от теста и стандарта за успешност на теста.

За да се определи съдържателната валидност на теста, се използва оценката на експертите за съответствието между тестовите задачи и посочените в спецификацията на теста компетентности, чието постигане тестът е предназначен да диагностицира. Това съответствие количествено се представя с коефициента CVR (Bizhkov, 1996, р. 243). Неговите стойности варират от -1, когато нито един от експертите не е посочил, че тестът съответства на оценяваните компетентности, до +1, когато всички експерти приемат теста като отговарящ на целите на изследването. Данните за коефициента на съответствие CVR (табл. 8) дават основание за твърдението, че съдържателната валидност на тестовите задачи и на теста, като цяло, е много добра.

Коефициентът на съгласие РА (percentage agreement) се използва за представяне на оценката на експертите на предложените от автора критерии за определяне на бала (броя точки) от решението на всяка задача от теста и скалата за преобразуване на бала в количествена оценка (Stoyanova 1996). Експертите дават оценка +1 за положителен отговор (съгласие); 0 – не може да се прецени; -1 – отрицателен отговор (несъгласие). Резултатите за коефициента РА (табл. 9) показват, че предложената оценъчна система е добра, тъй като коефициентът РА е в границите между 70% и 100%.

За доказване качествата на теста е необходимо да се определи „критичната точка“ или границата (стандарта) за успешност, по която се съди дали учениците са постигнали целите на теста. На експертите се предлага обобщената таблица на К. Клауер (Bizhkov, 1996, р. 269), която показва колко задачи минимум (Nmin) трябва да са решени от тест с определена дължина (N), за да се приеме, че са постигнати целите на теста (при вероятност за грешка р = 0,95 и равнище на достоверност a = 0,01): при N = 16 минимумът вярно решени задачи трябва да е Nmin = 12. Въз основа на данните от таблицата на К. Клауер експертите съотнасят предложения стандарт за успешност U с конкретния тест. В резултат на анализа на мнението на експертите е изведена следната норма за теста: U = 12.

Заключение

В заключение може да се отбележи, че качествата на тестовите задачи и на теста, като цяло, отговарят на описаните в литературата изисквания към критериалните дидактически тестове. Може да се приеме, че тестът ефективно би могъл да изпълнява ролята на инструмент за диагностика на познавателните резултати на учениците с акцент върху техните графични знания и умения при изучаване на раздела „Свойства на неметалите и на техни съединения“ VIII клас.

Приложение

– Прочетeте внимателно задачи от 1. до 13. и оградете буквата пред правилния отговор.

1. В кой ред вярно е посочена последователността от вещества, на които съответстват представените на фиг. 1 модели?

А) азотна киселина, сярна киселина, фосфорна киселина

Б) сярна киселина, фосфорна киселина, азотна киселина

В) фосфорна киселина, азотна киселина, сярна киселина

Г) азотна киселина, фосфорна киселина, сярна киселина

2. Посочете реда от елементи, на които съответстват атомните схеми на фиг. 2:

А) фосфор, азот, сяра Б) азот, фосфор, сяра В) сяра, азот, фосфор Г) фосфор, сяра, азот 3. На фиг. 3 са представени свойствата на веществото Х.

Веществото Х може да е:

А) SO3

Б) HNO3

В) NO

Г) H2SO4

4. Кой от дадените газове се получава и събира, като се използва опитната постановка на фиг. 4? 5. На фиг. 5 са представени областите на приложение на:

А) H2SO4

Б) SO2

В) S

Г) N2

6. В химическата лаборатория има стъкленица с концентрирана сярна киселина. За извършване на експеримент Любо трябва да приготви разреден разтвор на киселината. За целта той трябва да извърши следните действия, илюстрирани с опитните постановки на фиг. 6:

1) да прибави вода към киселината

2) да прибави киселина към водата

3) да разбърква сместа

Кое (кои) от действията трябва да извърши Любо?

А) само 1)

Б) 1) и 3)

В) само 2)

Г) 2) и 3)

7. Представената на фиг. 7 опитна постановка може да се използва за демонстриране на процеса:

8. Дадена е примерна схема на кръговрата на сярата S в природата (фиг. 8). Определете веществата 1, 2 и 3.

А) SO2, CaSO4, CaSO3

Б) SO2, Na2S, Na2SO3

В) S, CaSO4, CaS

Г) S, Na2SO3, Na2SO4

9. С моделите на фиг. 9 е представено взаимодействието между:

А) NO2 и H2O

Б) SO2 и H2O

В) NH3 и H2O

Г) SO3 и H2O

10. Кои са веществата А и Б в прехода на фиг. 10?

А) SO3, CaSO4

Б) SO2, CaSO3

В) H2S, CaS

Г) H2S, CaSO3

11. Кое от посочените газообразни вещества може да се получи при реакцията, представена на фиг. 11?

12. На фиг. 12 а, б е илюстрирано:

А) разтваряне на сероводород във вода и в разтвор на основа

Б) пълно и непълно горене на сероводород

В) взаимодействие на сероводород с разтвори на меден сулфат и на оловен динитрат

Г) взаимодействие на сероводород с бромна вода и с хлорна вода

13. Кое от дадените свойства на серния диоксид е показано на фиг. 13 а, б?

А) има остра задушлива миризма

Б) не гори и не поддържа горенето

В) вреден е за живите организми

Г) обезцветява органичните багрила

– Напишете подробно решението на следващите три задачи.

14. Гипсът е важен строителен материал.

А) Запишете последователно номерата на елементите от пъзела (фиг. 14), които показват превръщането на сярата в гипс.

Б) Напишете уравнението на реакцията, чрез която от сярна киселина се получава гипс.

15. А) Определете веществата Х и Y на фиг. 15, ако е известно, че простото вещество Х е на елемент, чиито атоми съдържат три електронни слоя в електронната си обвивка и шест електрона във външния електронен слой. Y е оксид, в който елементът Х е от четвърта валентност.

Б) Изразете с химични уравнения превръщанията.

16. Общите свойства на разредените киселини се изразяват с дадените по-долу схеми на уравнения (фиг. 16).

А) Означете с думи продуктите на реакциите.

Б) Запишете уравненията на химичните реакции на примера на сярна киселина.

ЛИТЕРАТУРА

АНГЕЛАЧЕВА, А., 2024. Приложение на графичните задачи в обучението по химия. Обучение по природни науки и върхови технологии, Т. 33, № 1 – 2, с. 72 – 90.

БЕНЕВА, С., КОСТАДИНОВ, М., ДАНАЛЕВ, Д., ОВЧАРОВА, Л. & ЙОТОВА, М., 2017. Химия и опазване на околната среда за VIII клас. София: Булвест 2000.

БИЖКОВ, Г., 1996. Теория и методика на дидактическите тестове. София: Просвета.

БОЯНОВА, Л., НИКОЛОВ, К., УШАГЕЛОВ, И. & ТОДОРОВА, Е., 2017. Химия и опазване на околната среда за VIII клас. София: Просвета Плюс.

ГЕНКОВА, Л. & НАЙДЕНОВА, В., 2003. Опитно-приложната и диагностично-изследователската дейност на учителя. София – Кърджали: Дъга – ВК.

МАНЕВ, С., АТАНАСОВ, К. & МИХОВА, Л., 2017. Химия и опазване на околната среда за VIII клас. София: Просвета.

МАТЕЕВА, Б., ГЕРГОВА, Е. & БОГДАНОВА, Ф., 1987. Контрол на резултатите от учебния процес по химия. София: Народна просвета.

МАТЕЕВА, Б., ГЕРГОВА, Е., МИНЕВСКА, М. & ДИМОВА, Й., 1998. Методическа подготовка по химия. Пловдив: Пловдивско университетско издателство.

МАТЕЕВА, Б., МИНЕВСКА, М. & МАНОЛОВ, К., 1993. Тетрадка за самостоятелна работа по химия VIII клас. София: Просвета.

ПАВЛОВА, М., КИРОВА, М., БОЯДЖИЕВА, Е., ВЪРБАНОВА, Н., ИВАНОВА, В. & КРЪСТЕВ, А., 2017. Химия и опазване на околната среда за VIII клас. София: Педагог 6.

СТОЯНОВА, Ф., 1996. Тестология за учители. София: Атика.

ТАФРОВА-ГРИГОРОВА, А., 2007. Съставяне на тестове. София: Педагог 6.

ЦАКОВСКИ, С., ВАСИЛЕВА, П., ГЕНДЖОВА, А., ТОЛЕВ, Б. & ШУМАНОВА, Г., 2017. Химия и опазване на околната среда за VIII клас. София: Анубис.

REFERENCES

ANGELACHEVA, A., 2024. Application of graphical tasks in chemistry education. Natural Sciences and Advanced Technology Education, vol. 33, no. 1 – 2, pp. 72 – 90 [In Bulgarian].

BENEVA, S., KOSTADINOV, M., DANALEV, D., OVCHAROVA, L. & YOTOVA, M., 2017. Chemistry and Environmental Protection for 8. class. Sofia: Bulvest 2000 [In Bulgarian].

BIZHKOV, G., 1996. Theory and methodology of didactic tests. Sofia: Prosveta. [In Bulgarian].

BOYANOVA, L., NIKOLOV, K., USHAGELOV, I. & TODOROVA, E., 2017. Chemistry and Environmental Protection for 8. class. Sofia: Prosveta Plus [In Bulgarian].

GENKOVA, L. & NAIDENOVA, V., 2003. The experimental-applied and diagnostic-research activities of the teacher. Sofia – Kardjali: Daga – VK. [In Bulgarian].

MANEV, S., ATANASOV, K. & MIHOVA, L., 2017. Chemistry and Environmental Protection for 8th class. Sophia: Education [In Bulgarian].

MATEEVA, B., GERGOVA, E. & BOGDANOVA, F., 1987. Control of the results of the learning process in chemistry. Sofia: Narodna prosveta [In Bulgarian].

MATEEVA, B., GERGOVA, E., MINEVSKA, M. & DIMOVA, Y., 1998. Methodological training in chemistry. Plovdiv: Plovdiv University Publishing House [In Bulgarian].

MATEEVA, B., MINEVSKA, M. & MANOLOV, K., 1993. Notebook for independent work in chemistry VIII grade. Sofia: Prosveta [In Bulgarian].

PAVLOVA, M., KIROVA, M., BOYADZHIEVA, E., VARBANOVA, N., IVANOVA, V. & KRASTEV, A., 2017. Chemistry and Environmental Protection for 8th class. Sofia: Pedagogue 6 [In Bulgarian].

STOYANOVA, F., 1996. Testology for teachers. Sofia: Attica [In Bulgarian].

TAFROVA-GRIGOROVA, A., 2007. Making tests. Sofia: Pedagogue 6 [In Bulgarian].

TSAKOVSKI, S., VASSILEVA, P., GENDJOVA, A., TOLEV, B. & SHUMANOVA, G., 2017. Chemistry and Environmental Protection for 8. class. Sofia: Anubis [In Bulgarian].