Методика преподавания химии

Педагогика в умственных операциях  от возникновения проблемной ситуации до решения проблемы усматривает следующие этапы [7]:

1. возникновение проблемной ситуации;

2. осознание сущности затруднения  и постановки проблемы;

3. нахождение способа решения  путем догадки или выдвижения  предположений и обоснование  гипотезы;

4. доказательство гипотезы;

5. проверка правильности решения.

 

 

2. Основные формы проблемного обучения

 

 

В отечественной  педагогике различают три основные формы проблемного обучения [8]:

• проблемное изложение учебного материала в монологическом режиме лекции, либо диалогическом режиме семинара. При этом преподаватель сам ставит проблемные вопросы, сам выстраивает проблемные задачи и сам их решает. Учащиеся лишь мысленно включаются в процесс поиска решения. Например, в начале лекции "О жизни растений" ставится проблема: "Почему корень и стебель растут в противоположные стороны?", но лектор не дает готового ответа, а рассказывает, как наука шла к этой истине, сообщает о гипотезах и опытах, которые делались для проверки этих гипотез [8]. Исследователи-педагоги считают, что для активизации мыслительной деятельности учащихся и эффективности обучения уроки должны строиться по принципу логических (мыслительных) заданий Проблемное обучение ставит своей целью так освещать учебные вопросы, чтобы с необходимостью вызывать самостоятельную мыслительную деятельность учащихся, а через нее обеспечивать активное, целенаправленное внимание, восприятие, запоминание и т.д. К этому ведет такое изложение материала, когда учитель лишь сообщает фактический материал, описывает явления с тем, чтобы учащиеся сами нашли его сущность (причины, закономерные связи, значения), сделали необходимые выводы, опираясь на уже имеющиеся у них знания, жизненный опыт, применили их к решению поставленных вопросов и задач;
• частично-поисковая деятельность при выполнении эксперимента, на лабораторных работах, в ходе проблемных семинаров, эвристических бесед. Преподаватель продумывает систему проблемных вопросов, ответы на которые опираются на имеющуюся база знаний, но при этом не содержатся в прежних знаниях. Такие вопросы должны вызывать интеллектуальные затруднения учащихся и целенаправленный мыслительный поиск. Преподаватель должен придумать возможные "косвенные подсказки" и наводящие вопросы, он сам подытоживает главное, опираясь на ответы учеников. Частично-поисковый метод обеспечивает продуктивную деятельность третьего и четвёртого уровня (применение, творчество) и третий и четвёртый уровень знаний (знания-умения, знания-трансформации) в отличие от традиционного объяснительного и репродуктивного обучения, когда формируются лишь знания-знакомства и знания-копии [8]. Проблемный семинар можно провести в форме теоретической игры, когда небольшие рабочие группы, организованные на базе группы (класса) учащихся, доказывают друг другу преимущества своей концепции, своего метода. Решение серии проблемных задач может быть вынесено на практическое занятие, посвященное проверке или оценке определенной теоретической модели или методики, степени их пригодности в данных условиях.;
• самостоятельная исследовательская деятельность, когда учащиеся самостоятельно формулируют проблему и решают ее (в курсовой или дипломной работе, научно-исследовательской работе (НИРС) с последующим контролем преподавателя, что обеспечивает продуктивную деятельность 4-го уровня — творчество и 4-й уровень наиболее эффективных и прочных "знаний-трансформаций" [9]. Наибольшая эффективность проблемного подхода реализуется через НИРС. При выполнение научной работы учащийся или студент проходит все этапы формирования профессионального мышления, в то время как на отдельной лекции, семинаре или практическом занятии преследуется одна или ограниченная группа целей проблемного обучения [16].

Нельзя не отметить, что применение этих приемов требует от учителя  высокой квалификации и постоянного  внимания к оценке результатов мыслительной деятельности учащихся. Поскольку у  учащихся, особенно в средних классах, еще не сформировались системы оценки правильности решения задач и  ответов на вопросы, оценкам и  коррективам учителя здесь принадлежит  ведущая роль. Ведь ученик может  оценить как правильный ошибочный  или только частично верный ответ. В  таком случае система подкрепления все равно может включиться, что  приведет к фиксации в памяти неправильного  хода решения. То же самое может произойти, если учитель по невнимательности подкрепляет  своим одобрением неправильный или  не вполне точный ответ ученика [17 - 20].

3. Совершенствование школьного химического эксперимента при проблемном обучении

 

 

Характерной особенностью развивающего обучения является широкое использование проблемного  подхода, который включает создание проблемной ситуации, понимание проблемы, деятельность, направленную на ее решение, и получение определенных знаний. Проблемный подход предполагает активизацию  мыслительной деятельности учащихся при  постановке перед ними познавательных задач. Решая эти задачи, ученики  могут встретиться с трудностями  понимания и осмысления нового учебного материала, т.е. с возникшей проблемной ситуацией.

Проблемная  ситуация – это затруднение или  противоречие, возникшее в процессе выполнения определенной учебной задачи, для разрешения которой требуются  не только имеющиеся знания, но и  новые.

Учащиеся  быстрее включаются в активную деятельность, если [16]:

• проблемная ситуация вызывает у них не только чувство затруднения, но и уверенность в возможности с ней справиться, т. е. она не слишком проста и не очень для них трудна;
• элемент нового в проблемной ситуации вызывает интерес и способствует мобилизации умственных сил на ее решение.

Следовательно, необходимо, чтобы проблемные ситуации были разнообразными по содержанию и  возможным способам решения.

Проблемные  ситуации могут возникать в следующих случаях [16]:

• при расхождении между имеющимися знаниями и наблюдаемыми новыми фактами и явлениями. Например, ученикам известно, что все основания взаимодействуют с кислотами. Опыт взаимодействия гидроксида алюминия с гидроксидом натрия вызывает недоумение, т. к. в реакцию вступает нерастворимое и растворимое основания;
• при расхождении между имеющимися знаниями и новыми условиями их применения. Например, при взаимодействии растворов солей аммония и щелочей происходит выделение газа. Учащиеся затрудняются объяснить сущность данного опыта, т. к. до сих пор они сталкивались только с тем, что при взаимодействии растворов солей и щелочей должен образоваться осадок;
• при расхождении между теоретическими и практическими знаниями. Например, в представлении учащихся вода является растворителем многих веществ, в том числе и солей. Растворение солей они относят к физическим явлениям. Наблюдение гидролиза солей вступает в противоречие с имеющимися практическими знаниями.

Известно, что создавать проблемные ситуации и решать их можно с помощью  различных методов, с привлечением наглядных и технических средств  обучения, а также с использованием химического эксперимента. Например, при постановке демонстрационных и  лабораторных опытов, результаты которых  ребята не могут объяснить, используя  свои знания, поскольку в этих результатах, как правило, содержится новая информация, для понимания которой нужны новые знания. Такие опыты проводят перед изучением новой темы или отдельного ее вопроса, а также перед обобщением всего пройденного материала. Сначала учащиеся просто наблюдают явления, а затем при возникновении проблемы рассматривают глубоко и всесторонне их сущность. Демонстрационные и лабораторные опыты в процессе проблемного обучения могут служить как материалом для создания проблемных ситуаций, так и использоваться для их решения [16].

Следует учесть, что если для доказательства или опровержения гипотезы в ходе решения проблемы могут применяться  все опыты, предусмотренные программой, то для создания проблемной ситуации можно использовать отнюдь не каждый опыт. В связи с этим к опытам, с помощью которых преподаватель  создает проблему, предъявляются следующие требования [22]:

1) содержание  опытов должно опираться на  известные ученикам явления и  закономерности и создавать перед  ними посильную проблемную ситуацию;

2) проведению  их должен предшествовать показ  одного или нескольких опытов, подводящих к пониманию проблемы  на основе уже имеющихся знаний;

3) опыты,  с помощью которых ставится  проблема, должны вызывать интерес,  возбуждать любознательность.

Второе  требование оказывается наиболее важным для окончательного выяснения, является опыт проблемным или нет.

Чтобы создавать  проблемные ситуации, преподавателю  необходимо анализировать учебный  материал с точки зрения содержания, структуры, особенностей его усвоения учениками и возможностей использования  опытов для постановки и решения  проблем. Поэтому при тематическом планировании учебного материала следует  предусмотреть время для проведения таких опытов, определить конкретно  урок, на котором можно их использовать и задачи, которые будут решаться с их помощью [23, 24].

Учащихся  необходимо научить решать проблемы. Для этого преподаватель сначала  сам ставит проблему и показывает пути ее решения, затем проблемные ситуации анализируются под руководством преподавателя. По мере накопления учащимися  знаний и овладения преподавателем опытом в использовании проблемного  подхода к обучению ребятам предоставляется  все больше самостоятельности как  в постановке, так и в решении проблем. [14]

Один  из главнейших признаков, по которому различаются все педагогические технологии, – мера ее ориентации на ребенка, подход к ребенку: Либо технология исходит из могущества педагогики, среды, либо она – личностно ориентирована, т. е. признает главным действующим  лицом ребенка.

Целью обучения по химии является становление и  развитие самореализующейся личности, где групповая работа сочетается с индивидуальной, где деятельность личности основана на внутренней мотивации, а также на полноценном общении  учителя и учащихся .

Сталкиваясь с проблемой неуспеваемости учащихся при изучении химии, многие практикующие учителя считают, что наиболее удачным  приемом подачи материала является проблемное обучение [17]. Химия – наука экспериментальная. Поэтому в основе преподавания лежит химический эксперимент как источник знаний, выдвижения и проверки гипотез, как средство закрепления знаний и их контроля.

Ведущей педагогической идеей опыта является глубокое усвоение учебного материала  и осмысление его на уроке химии, формирование межличностных отношений  у учащихся, обучение радостью, успехом, удачей при поиске и разрешении проблемных вопросов [25].

Для того чтобы возбудить мыслительную деятельность учащихся применяется один из приемов  современных технологий обучения –  проблемный подход при изучении неорганической и органической химии. Изучение нового материала можно сделать активным процессом, вовлечь учащихся в более  интенсивную умственную работу.

Проблемные  вопросы при постановке химического  эксперимента заставляют учащихся [26]:

• строить гипотезы;
• разрешать теоретические вопросы;
• делать правильные выводы;
• прогнозировать свойства веществ.

Ясность и четкость цели, конкретность проблемной ситуации мобилизует внимание учащихся, а внимание активизирует мышление [17].

Система, личностно ориентированная, развивает  у учащихся память, волю, воображение, эмоциональную сферу, самостоятельность, систематизирует знания. Дает возможность  овладеть ими и уверенно применять на практике [27].Особое внимание важно обратить на активизацию деятельности всех учащихся, включая слабоуспевающих, трудных, равнодушных, чтобы все были заинтересованы и включены в работу. Совершенно очевидно, что развитие химического мышления учащихся невозможно при использовании только традиционного, преимущественно иллюстративного и констатирующего химического эксперимента. Стандартные химические опыты, применяемые в школьном курсе достаточно давно, не дают возможности многогранного, целостного рассмотрения многих вопросов, изучаемых школьниками в настоящее время.

В качестве примера можно привести традиционные, стандартные опыты взаимодействия металлов с растворами солей, которые  обычно демонстрируются учащимся. Выполнение только этих экспериментов приводит учеников к поверхностному решению  вопроса о взаимодействии металлов с растворами солей. Ведь в этих экспериментах  не учитываются различные факторы, влияющие на направление реакций  между металлами и растворами солей (возможность взаимодействия металла с водой, гидролиз соли и  т. д.). А других экспериментов, учитывающих  эти факторы и дающих более  целостную и точную картину данного свойства, в школе нет. То же самое наблюдается и при изучении многих других вопросов и разделов школьного курса [28, 29].

Следовательно, необходимо своевременно и постепенно знакомить учащихся с такими химическими  экспериментами, которые позволят выработать новые модели изучаемых процессов. Моделирование в сочетании с  объяснением новых проблемных опытов будет способствовать развитию знаний учащихся и их мышления [17].

Совершенствование школьного химического эксперимента происходит, главным образом, в следующих  направлениях:

первое  – модернизация приборов, аппаратов  и другого оборудования для проведения опытов;

второе  – совершенствование техники  проведения эксперимента, например, работа с малыми количествами веществ;

третье  – введение отдельных дополнительных новых опытов.

четвёртое – разработка целостной системы  принципиально новых проблемно-развивающих  химических экспериментов для современной  школы. Новые опыты помогут в  значительной мере обогатить содержание школьного курса, дадут возможность  учителю систематически применять  проблемные и исследовательские  формы организации учебной деятельности школьников [30 - 33].

На современном  этапе развития школы необходимо сочетание традиционных опытов и  нового нестандартного проблемно-развивающего эксперимента, который не только иллюстрирует изучаемые явления, но и дает ученикам необходимую информацию, чтобы анализировать  материал, применять теоретические  знания, получать самостоятельные выводы.

Таким образом, химический эксперимент и усовершенствованная  методика его проведения в школе  тоже могут являться средством развития и способствовать осуществлению  важнейших положений теории развивающего обучения.

Выбор данной области исследования обусловлен также  необходимостью исправления существенных пробелов и недостатков в знаниях  учащихся, связанных с отсутствием  в программах и учебниках определенных опытов, раскрывающих ученикам реальную картину направления некоторых  химических процессов. Как показывает практика преподавания химии, в знаниях  учеников достаточно часто проявляются  существенные ошибки из-за поверхностного и одностороннего толкования химических явлений [34 - 36]. Предотвратить эти существенные ошибки и пробелы возможно только на основе специально подобранных и разработанных химических опытов, которые наглядно и убедительно продемонстрируют ученикам неоднозначность наблюдаемых явлений и необходимость учета разнообразных факторов, влияющих на направление химических реакций [37].