Кіріспе. Химиялық байланыс ұғымы химиядағы негізгі тақырып болып табылады, өйткені ол заттардың құрылымын, химиялық реакциялардың механизмдерін және әртүрлі қосылыстардың қасиеттерін түсінуіміздің негізі болып табылады. Бұл тақырыпты меңгеру органикалық, бейорганикалық және физикалық химияны одан әрі зерттеуде маңызды рөл атқарады.
Бұл тақырыптың іргелі маңыздылығына қарамастан, химия біліміндегі зерттеулер студенттер химиялық байланыстар туралы білім алу кезінде жиі елеулі қиындықтарға тап болатынын көрсетеді [1; 2]. Студенттерде химия курсының тиісті бөлімдерін аяқтағаннан кейін де сақталуы мүмкін тұрақты қате түсініктер пайда болады.
Мұндай қате түсініктердің бір себебі - қарастырылып отырған процестердің өте абстрактілі сипаты. Химиялық байланыстарды тікелей бақылау мүмкін емес, сондықтан олардың түсіндірмесі модельдер мен теориялық тұжырымдамаларға негізделген [3]. Оқулықтарда және оқытуда қолданылатын жеңілдетілген түсіндірмелер қате түсініктердің пайда болуына әкелуі мүмкін.
К. Табердің зерттеуі студенттер химиялық байланыстардың пайда болуын көбінесе атомдар өздерінің электрон қабықтарын толтыруға тырысады деп болжайтын «октет моделі» арқылы түсіндіретінін атап өтеді [1; 4]. Сонымен қатар, байланыс түзілуінің энергетикалық аспектілері және электростатикалық өзара әрекеттесулердің табиғаты студенттердің назарынан тыс қалады.
Сондықтан, қазіргі химияны оқыту әдістерінің маңызды міндеті - студенттердің қате түсініктерін диагностикалаудың тиімді әдістерін әзірлеу.
Зерттеудің мақсаты - химиялық байланыстарды зерттеу кезінде студенттердің ең көп таралған қате түсініктерін анықтау.
Зерттеудің ғылыми жаңалығы - үш деңгейлі диагностикалық тестті қолдана отырып, химиялық байланыстарды зерттеу кезінде қазақстандық университеттер студенттері арасында жиі кездесетін қате түсініктерді анықтау.
Қазіргі химиялық білім беру зерттеулерінде студенттердің концептуалдық түсініктерін анықтау және олардағы қате түсініктерді ерте кезеңде диагностикалау тиімді оқытудың маңызды алғышарттарының бірі болып саналады.
Теориялық шолу. Студенттердің қате түсініктері мәселесі қазіргі химия педагогикасында ең белсенді зерттелген мәселелердің бірі. Көптеген зерттеушілер қате түсініктердің оқудың ерте кезеңінде қалыптасатынын және ұзақ уақыт сақталуы мүмкін екенін атап өтеді [5].
Ең көп таралған қате түсініктердің қатарына мыналар жатады:
- иондық байланысты тек электронды тасымалдау процесі ретінде тұжырымдау;
- иондық және коваленттік байланыстарды ажыратудағы қиындықтар;
- сутектік байланысты түсінбеу;
- октет ережесін шамадан тыс жеңілдету.
Зерттеулер көрсеткендей, студенттер көбінесе химиялық байланыстың түзілуін атомдардың «тұрақты электронды конфигурацияға жету» ниеті ретінде қабылдайды, энергетикалық аспектілерді және электростатикалық өзара әрекеттесулердің табиғатын елемейді [6].
Мұндай қате түсініктерді анықтау үшін көп деңгейлі диагностикалық тесттер кеңінен қолданылады. Ең тиімді құралдардың бірі - үш деңгейлі диагностикалық тест, ол бірнеше жауап нұсқасын таңдауды, түсіндірмені таңдауды және жауапқа сенімділікті бағалауды қамтиды [7; 8].
Мұндай тесттерді қолдану қате түсініктердің себептерін дәлірек анықтауға және студенттердің қате түсініктерінің құрылымын талдауға мүмкіндік береді [9].
Материалдар мен әдістер. Зерттеу 2025–2026 оқу жылында Қорқыт Ата атындағы Қызылорда университетінің Жаратылыстану институтында жүргізілді. Зерттеуге 6В01534 – «Химия» білім беру бағдарламасының Х-25-1 және Х-25-3 оқу тобының бірінші курсында оқитын 32 студент қатысты.
Химиялық байланыстар тақырыбы бойынша 15 сұрақтан тұратын үш деңгейлі диагностикалық тест диагностикалық құрал ретінде пайдаланылды. Әрбір сұрақ үш деңгейден тұрды:
- дұрыс жауапты таңдау;
- түсіндірмені таңдау;
- жауапқа сенімділікті бағалау.
Тест тақырыптың келесі мазмұнды аспектілерін қамтыды:
- химиялық байланыс түрлері;
- молекулалардың полярлығы;
- валенттілік электрондары және Льюис құрылымдары;
- сутектік байланыстар;
- химиялық байланыстардың поляризациясы.
Негізгі зерттеуге дейін тест химия мұғалімдерімен өзара тексерілді. Тесттің сенімділігі Кронбах альфасын қолдану арқылы анықталды, ол α = 0,717 болды, бұл жеткілікті ішкі сәйкестікті көрсетеді.
Кесте 1 - Диагностикалық тест құрылымы
Бөлім | Сұрақтар саны | Тексерілетін білім |
Химиялық байланыс түрлері | 4 | Иондық, коваленттік байланыстар |
Молекулалардың полярлығы | 3 | Электртерістілік, диполь |
Льюис құрылымдары | 4 | Валентті электрондар |
Сутектік байланыс | 2 | Молекулааралық күштер |
Поляризация | 2 | Электрондық тығыздықтың ығысуы |
Деректердің статистикалық талдауы SPSS көмегімен жүргізілді. Студенттердің жауаптарының пайыздық үлесі есептелді. Алынған деректердің статистикалық талдауы нәтижелердің сенімділігін арттыруға және студенттердің жауаптарындағы заңдылықтарды анықтауға мүмкіндік берді.
Нәтижелер. Зерттеудің бірінші кезеңінде студенттердің химиялық байланысты бастапқы түсіну деңгейін анықтау үшін диагностикалық алдын ала тест жүргізілді.
Тесттің максималды балы 30 болды (I деңгей – 15 балл, II деңгей – 15 балл).
Студенттердің орташа баллы 25,22 балл болды, медианасы 25, ең төменгі балл 16 және ең жоғары балл 30.
Нәтижелерді үш деңгейлі талдау жауаптардың келесідей таралуын көрсетті:
• 67,9% — дұрыс түсіну (KC);
• 21,9% — тұрақты қате түсініктер (M);
• 3,1% — білімнің жетіспеушілігі (LK);
• 7,1% — жауапты болжау (LG).
Студенттердің жауап түрлерінің таралуы 1-суретте көрсетілген.
Сурет 1 - Үш деңгейлі тест нәтижелеріне негізделген студенттердің жауап түрлерінің таралуы.
Қате түсініктердің ең жоғары деңгейі келесі тапсырмаларда анықталды:
- молекулалардың полярлығын түсіндіру (H–Cl);
- химиялық байланыстардың модельдік сипатын түсіну;
- BeCl₂ қосылысындағы поляризация;
- валенттілік электрондарды анықтау;
- су молекуласындағы электрон жұптарын талдау.
Бұл сұрақтар бойынша қате түсініктердің пайызы 25%-дан 37,5%-ға дейін болды. Бұл нәтижелер студенттердің химиялық байланыс туралы білімінде белгілі бір концептуалдық қиындықтардың сақталып отырғанын және тақырыпты оқыту барысында модельдік түсіндірулерге көбірек көңіл бөлу қажеттігін көрсетеді. Студенттердің ең жиі кездесетін қате түсініктері 2-кестеде көрсетілген.
Кесте 2 - Студенттердің ең көп таралған қате түсініктері
Түсінік | Қате түсініктердің пайызы (%) |
H–Cl полярлығы | 37,5 |
Химиялық байланыс моделі | 37,5 |
BeCl₂ поляризациясы | 34,4 |
H₂O электрон жұптары | 31,3 |
N₂ валенттілік электрондары | 25,0 |
Сурет 2 – Pre-test бойынша ең жиі кездесетін қате түсініктер
Деректерді талдау студенттердің молекулалардың полярлығын түсіндіруге және химиялық байланыстардың модельдік сипатын түсінуге байланысты тапсырмаларды орындауда ең үлкен қиындықтарға тап болатынын көрсетеді. Бұл нәтижелер студенттердің алдыңғы оқу кезеңдерінде қалыптасқан тұрақты балама түсініктерінің бар екенін көрсетеді. Алынған деректер мұндай қате түсініктерді жою үшін тиімді әдіснамалық тәсілдерді әзірлеу қажеттілігін растайды. Осылайша, зерттеу нәтижелері оқу процесіндегі химиялық байланыстың табиғатын тереңірек тұжырымдамалық түсіндіру қажеттілігін растайды.
Талқылау. Бұл нәтижелер химия білімі саласындағы халықаралық зерттеулердің нәтижелерімен сәйкес келеді. К. Табер атап өткендей, студенттердің қате түсініктері көбінесе химиялық процестердің жеңілдетілген түсіндірмелерінен және ғылыми модельдерді жеткіліксіз пайдаланудан туындайды.
Анықталған қате түсініктер студенттердің химиялық байланыстардың табиғаты мен молекулалардың электрондық құрылымына қатысты абстрактілі ұғымдарды түсінуде ең үлкен қиындықтарға тап болатынын көрсетеді.
Бұл зерттеудің белгілі бір шектеулері бар екенін атап өткен жөн. Студенттік үлгі салыстырмалы түрде аз болды және бір университетпен шектелді. Болашақ зерттеулер үлгіні кеңейту және басқа білім беру мекемелерінде ұқсас зерттеулер жүргізу пайдалы болар еді.
Қорытынды. Бұл зерттеу химиялық байланыстарды зерттеген кезде студенттердің жиі кездесетін қате түсініктерін анықтады.
Нәтижелер студенттердің айтарлықтай бөлігі химиялық байланыстардың табиғатын, молекулалардың полярлығын және электронды қабықтардың құрылымын түсіндіруде қиындықтарға тап болатынын көрсетті.
Үш деңгейлі диагностикалық тесттерді қолдану мұндай қате түсініктерді тиімді анықтауға және олардың себептерін талдауға мүмкіндік береді.
Бұл нәтижелерді жоғары оқу орындарында химияны оқыту әдістерін жетілдіру үшін пайдалануға болады.
