Проблемне навчання хімії як засіб виховання і розвитку учнів.

Теоретичні основи проблемного навчання.

Під проблемним навчанням розуміється така організація навчального процесу, яка припускає створення під керівництвом учителя проблемних ситуацій і активну самостійну діяльність учнів по їх вирішенню.

Даний вид навчання:

1. 
   спрямований на самостійний пошук учнями нових понять і способів дій;
2. 
   передбачає послідовне і цілеспрямоване висунення перед учнями пізнавальних проблем, вирішення яких (під керівництвом учителя) призводить до активного засвоєння нових знань;
3. 
   забезпечує особливий спосіб мислення, міцність знань і творче їх застосування у практичній діяльності.

При проблемному навчанні викладач не повідомляє готових знань, а організовує учнів на їх пошук.

Навчальної проблемою є питання або завдання, результат якого учневі заздалегідь невідомий, але учень володіє певними знаннями та вміннями, для того, щоб здійснити пошук цього результату.

Існують різні види проблемних ситуацій:

1. 
   Зіткнення з необхідністю використовувати раніше засвоєні знання в нових умовах. При цьому учні часто стикаються з фактом недостатності знань, умінь і навичок для вирішення практичного завдання. Усвідомлення цього збуджує пізнавальний інтерес і стимулює пошук нових знань.
2. 
   Виникнення протиріч між теоретично можливим шляхом рішення задачі і практичної неосуществимостью обраного способу.
3. 
   Наявність протиріч між практично досягнутим результатом виконання учбового завдання і відсутністю в учнів знань для його теоретичного обгрунтування.
4. 
   Відсутність знань про спосіб вирішення поставленого завдання.

Проблемні ситуації можуть створюватися на всіх етапах процесу навчання: при поясненні, закріпленні, контролі.

^ Етапи здійснення проблемного навчання:

Перший етап. Підготовка до сприйняття проблеми. Проводиться актуалізація знань, які необхідні для того, щоб учні могли вирішити проблему, оскільки за відсутності необхідної підготовки вони не можуть приступити до вирішення.

^ Другий етап. Створення проблемної ситуації. Самий відповідальний і складний етап. Учень не може виконати завдання, поставлене вчителем, за допомогою наявних у нього знань і повинен доповнити їх з новими. Проблема повинна бути посильною.

^ Третій етап. Формулювання проблеми - це підсумок проблемної ситуації. Вона вказує, на що учні повинні спрямувати свої зусилля, на яке питання шукати відповідь. Це пізнавальна задача, яку ставить перед учнями вчитель. Якщо учні систематично залучаються до вирішення проблем, вони можуть сформулювати проблему самі.

^ Четвертий етап. Рішення проблеми. Він складається з декількох ступенів: а) висування гіпотез, б) побудова плану рішення для перевірки кожної гіпотези; в) підтвердження або спростування гіпотези.

^ П'ятий етап. Доказ правильності обраного рішення, підтвердження його, якщо можливо, на практиці.

Способи організації проблемного навчання: проблемний виклад, пошукова (евристична) бесіда, самостійна пошукова та дослідницька діяльність учнів.

Проблемне виклад.

Цей спосіб доречний, коли учні не володіють достатнім обсягом знань, коли вони вперше стикаються з тим чи іншим явищем і не можуть встановити необхідні асоціативні зв'язки. У цьому випадку пошук здійснює сам учитель.

У житті проблеми є завжди, а в навчальній діяльності їх іноді доводиться моделювати. Простий спосіб навчитися ставити проблему самому і навчити учнів бачити її - ознайомитися з будь-яким текстом і знайти в ньому якісь протиріччя.

Пошукова (евристична) бесіда.

Евристична бесіда - система логічно взаємопов'язаних питань вчителя і відповідей учнів.

Учні самостійно намічають етапи пошуку, висловлюючи різні припущення, висуваючи варіанти вирішення проблеми.

Самостійна пошукова та дослідницька діяльність учнів.

Це вища форма самостійної діяльності, вона можлива лише тоді, коли школярі володіють достатніми знаннями, необхідними для побудови наукових припущень, а також умінням висувати гіпотези.

Один із шляхів здійснення - постановка дослідницьких завдань. Особливістю таких завдань є те, що спочатку, як правило, виконується практична робота по збору фактів (досліди, експеримент, спостереження, робота за книгою, збір матеріалу), а потім їх теоретичний аналіз і узагальнення.

При такому методі пізнавальна діяльність школярів по своїй структурі наближається до дослідницької діяльності вченого, відкриває нові наукові істини. Таким чином, дослідницький метод навчання забезпечує найбільш високий рівень пізнавальної самостійності учнів.

При використанні проблемного підходу потрібно пам'ятати, що тільки тоді можна говорити про розвиток мислення, коли проблемні ситуації використовуються регулярно, змінюючи одне одного, тобто характеризуються динамічністю.

Учитель при реалізації проблемного навчання будує взаємини з класом так, щоб учні змогли проявити ініціативу, висловити припущення, іноді неправильні, але їх під час дискусії спростують інші учні. Кожне припущення повинно бути обгрунтованим. Слід відрізняти гіпотезу від вгадування, що не має нічого спільного з проблемним навчанням.

Питання вчителі повинні обов'язково носити проблемний характер. Якщо вчитель виявляє своє припущення, то він його також обгрунтовує. Щоб вміло керувати дискусією і направляти її в потрібне русло, потрібна серйозна теоретична підготовка та глибоке знання предмета.

Не обов'язково, щоб на уроці використовувалися всі етапи проблемного навчання. У пояснення можна включати окремі питання проблемного характеру.

Навчання з використанням такого підходу більш емоційно, що сприяє підвищенню інтересу до навчання, надає який виховує, так як це формує переконання і, в кінцевому рахунку, світогляд, забезпечує міцність знань, так як знання, здобуті шляхом самостійного пошуку, завжди утримуються свідомістю довше отриманих в готовому вигляді.

Проблемне навчання можна використовувати і як спосіб діагностики інтелектуальних можливостей учнів.

До недоліків проблемного підходу слід віднести слабку керованість розумовим процесом. Однак у цьому укладено і його перевага, так як творче мислення вимагає свободи. Здійснення проблемного підходу вимагає набагато більше часу.

Щоб учні взяли до вирішення навчальну проблему, необхідно створення проблемних ситуацій. Способи створення:

1. 
   Використання суперечності між наявними знаннями і досліджуваними фактами, коли на підставі відомих знань учні висловлюють неправильні судження.
2. 
   За допомогою невідомої теорії будується гіпотеза і потім перевіряється практикою.
3. 
   Знаходження раціонального шляху рішення, коли задані умови і кінцева мета.
4. 
   Демонстрація або повідомлення деяких фактів, які учням невідомі і вимагають для пояснення додаткової інформації. Вони спонукають до пошуку нових знань.
5. 
   Пояснення фактів на підставі відомої теорії.
6. 
   Знаходження самостійного рішення при заданих умовах. Це вже творче завдання, для вирішення якої недостатньо уроку. Потрібно дати учням можливість подумати вдома, використовувати додаткову літературу.

Приклади

1. 
   ^ При вивченні теми «Вуглеводи» можна поставити таке проблемне питання: чому хліб, якщо його довго жувати, набуває солодкий смак?
2. 
   При демонстрації експерименту в порівнянні властивостей глюкози і фруктози учні зіштовхуються з проблемою: глюкоза реагує з гідроксидом міді (II), а фруктоза - немає. Чому?
3. 
   Евристичну бесіду можна провести за темою " Вода". Учитель, замість того, щоб просто пояснити сутність процесу розчинення, задає навідні запитання, в результаті яких учні зможуть самі описати цей процес (Що таке іон? Які вони можуть мати заряди? Що означає поняття диполь? Тощо)
4. 
   Так, при вивченні властивостей гідроксиду алюмінію можна запропонувати учням наступний досвід. У штативі 6 пробірок: в 1 і 2 - гідроксид барію, в 3 і 4 - фосфорна кислота, в 5 і 6 - гідроксид алюмінію. В 1, 3 і 5 додаємо - сірчану кислоту, в 2 і 6 - луг, 4 - гідроксид кальцію. Необхідно поспостерігати реакції, відзначити наявність або відсутність осаду, зробити висновки про властивості гідроксиду алюмінію. Тільки після цього вчитель вводить поняття " амфотерность".
5. 
   ^ Використання протиріч - наприклад, учитель ставить запитання: чи може при пропущенні CO ₂ через вапняну воду вийти прозорий розчин? Учні на підставі попереднього досвіду відповідають негативно (CO ₂ + Ca (OH) ₂ CaCO ₃ + H ₂ O), а вчитель показує досвід з утворенням гідрокарбонату кальцію (CaCO ₃ + H ₂ O + CO _{2 надлишок} Ca (HCO _{3) 2)}
6. 
   Наприклад, чи буде оцтова кислота як органічна кислота проявляти загальні властивості кислот? Учні висловлюють припущення, вчитель ставить експеримент, а потім дається теоретичне пояснення.

41.Словесно-наочні методи навчання хімії.
Словесно-наочні методи навчання визначають використання в навчальному процесі різних засобів наочності у поєднанні зі словом учителя. Вони безпосередньо пов'язані
із засобами навчання і залежать від них. У свою чергу, методи навчання пред'являють до дидактичних засобів певні вимоги. Процес усунення цього протиріччя лежить в основі вдосконалення цих систем.
Систему словесно-наочних методів навчання та її місце в навчальному процесі можна уявити собі у вигляді схеми (схема 1.).

Схема 1
Такий поділ на блоки визначено змістом курсу хімії. Демонстраційний експеримент і натуральні об'єкти допомагають вивчати властивості речовин, зовнішні прояви хімічної реакції. Моделі, креслення, графіки (сюди ж слід віднести і складання формул і хімічних рівнянь як знакових моделей речовин і процесів) сприяють поясненню сутності процесів, складу і будови речовин, теоретичному обгрунтуванню спостережуваних явищ. Такий поділ функцій наочності говорить про необхідність використання змісту обох блоків у дидактичному єдності.
Дидактичне єдність знайшло своє відображення в так званих комплексах устаткування по темі. Хімічний процес в приладі протікає при певних умовах. Для їх обгрунтування можна навести довідкові дані про речовини у вигляді графіків або цифрових даних, пояснити перебіг процесу за допомогою шаростержневих моделей та ін Важливо не захоплюватися надлишком наочності, так як це стомлює учнів.
Особливу увагу слід приділити поєднанню наочності зі словом вчителя. Досвід, показаний без коментаря вчителя, не тільки не приносить користі, але іноді може навіть зашкодити. Наприклад, при демонстрації взаємодії цинку з соляною кислотою учні можуть винести враження, що водень виділяється не з кислоти, а з цинку. Досить поширеною помилкою є думка про те, що забарвлення змінює не індикатор, а середовище, в яке він потрапляє. І більшість інших дослідів без пояснень не будуть виконувати необхідних освітньої, яка виховує та розвиваючої функцій. Тому слово вчителя відіграє важливу керівну і спрямовуючу роль. Але й слово перебуває в певній залежності від засобів наочності, оскільки вчитель будує своє пояснення, орієнтуючись на ті засоби навчання, які є в його розпорядженні
Найважливішим із словесно-наочних методів навчання є використання демонстраційного хімічного експерименту. Специфіка хімії як науки експериментально-теоретичної поставила навчальний експеримент на одне з провідних місць. Хімічний експеримент в навчанні дозволяє ближче ознайомити учнів не тільки із самими явищами, але і з методами хімічної науки.
Демонстраційним називають експеримент, який проводиться в класі вчителем, лаборантом або іноді одним з учнів. Демонстраційні досліди з хімії вказані в програмі, але вчитель може замінити їх іншими, еквівалентними в методичному відношенні, якщо в нього відсутні необхідні реактиви.
Демонстраційний експеримент вчитель використовує на початку курсу, коли учні ще не мають навичок роботи з хімії, з метою навчити їх спостерігати процеси, прийоми роботи, маніпуляції. Це робиться, щоб порушити інтерес до предмета, почати формування практичних умінь, ознайомити їх із зовнішнім виглядом хімічного посуду, приладів, речовин та ін Демонстраційний експеримент застосовується тоді, коли він занадто складний для самостійного виконання учнями (наприклад, синтез оксиду сірки (VI) з оксиду (IV) і кисню), якщо він небезпечний при виконанні його учнями (наприклад, вибух гримучого газу). Демонстраційний експеримент необхідний, якщо він має методичну цінність при роботі з великою кількістю речовин, тому що при малих кількостях він недостатньо переконливий (наприклад, гасіння вуглекислим газом палаючого бензину або спирту).
Загальновідомі вимоги до демонстраційного експерименту.
Наочність. Наочність - найважливіший принцип навчання, проголошений ще Я. А. Коменського. Не випадково народна мудрість говорить: «Краще один раз побачити, ніж сто разів почути»; загальновизнано, що зоровий канал інформації найбільш ефективний. Ось і демонстрування дослідів покликане забезпечити наочність процесів.
Реактиви повинні використовуватися в таких кількостях і в посуді такого обсягу, щоб всі деталі були добре видно всім учням. Пробіркових досліди видно добре не далі третього ряду столів, тому для демонстрування застосовують циліндри, стакани або демонстраційні пробірки досить великого обсягу. Зі столу знімають все, що може відвернути увагу. Жест вчителя має бути ретельно продуманий, руки вчителя не повинні затуляти відбувається.
Наочність досвіду можна підсилити, демонструючи його через графопроектор в кюветі або чашці Петрі. Наприклад, взаємодія натрію з водою не можна показувати з великою кількістю металу, а з малою кількістю він погано видно, видати ж його учням для лабораторної роботи не можна - досвід небезпечний. Досвід, який ілюструє властивості натрію, дуже добре видно при проектуванні через графопроектор. Для більшої наочності широко використовуються предметні столики.
Простота. У приладах не має бути нагромадження зайвих деталей. Слід пам'ятати, що, як правило, в хімії об'єктом вивчення є не сам прилад, а процес, в ньому відбувається. Тому чим простіше сам прилад, тим він кращий відповідає меті навчання, тим легше пояснити досвід. Проте не потрібно плутати простоту з спрощенством. Не можна вживати в дослідах побутову посуд - це знижує культуру експерименту. Учні з великим задоволенням дивляться ефектні досліди з спалахами, вибухами і т. д., але захоплюватися ними, особливо на початку навчання, не слід, оскільки менш ефектні досліди будуть користуватися меншою увагою.
Безпека експерименту. Вчитель несе повну відповідальність за безпеку учнів під час уроку і на позакласних заняттях. Тому він зобов'язаний знати правила техніки безпеки при роботі в хімічному кабінеті. Крім забезпечення занять засобами пожежної безпеки, витяжними засобами, засобами для надання заходів першої допомоги постраждалим, вчителю необхідно пам'ятати про прийоми, що сприяють дотриманню безпеки на уроці. Посуд, в якій проводиться досвід, повинна бути завжди чистою, реактиви перевірені заздалегідь, при дослідах з вибухами використовується захисний прозорий екран. Гази на чистоту перевіряють заздалегідь і перед проведенням самого досвіду. Якщо досвід проводиться з вибухом, учнів попереджають про це заздалегідь, щоб вибух не був для них несподіванкою. Робота з отруйними газами проводиться у витяжній шафі. Все це важливо і для екологічного виховання учнів.
В останні роки розроблено спеціальне обладнання для проведення дослідів в замкнутих системах. Це дозволяє працювати з отруйними газами без тяги.
Потрібно передбачити засоби особистої безпеки (захисні окуляри, халат з бавовняної тканини, гумові рукавички, протигаз і т. д.), стежити за тим, щоб волосся були підібрані.
Надійність. Досвід повинен завжди вдаватися, так як невдалий досвід викликає в учнів розчарування і підриває авторитет учителя. Досвід перевіряють до уроку, щоб відпрацювати техніку його проведення, визначити час, який він займе, з'ясувати оптимальні умови (послідовність і кількість додаються реактивів, концентрація їхніх розчинів), продумати місце експерименту в уроці і план пояснення. Якщо досвід все ж таки не вдався, краще відразу ж показати його вдруге. Причину невдачі слід пояснити учням. Якщо досвід знову провести неможливо, то його обов'язково показують на наступному уроці.
Необхідність пояснення експерименту. Кожен експеримент лише тоді має пізнавальну цінність, коли його пояснюють. Краще менше дослідів на уроці, але всі вони повинні бути зрозумілі учням. За зауваженням І.А. Каблукова, учні повинні дивитися на досвід як на метод дослідження природи, як на питання, що задається природі, а не як на «фокус-покус».
Техніка виконання. Найважливішою вимогою до демонстраційного експерименту є філігранна техніка його виконання. Найменший хибний прийом вчителя буде багаторазово повторений його учнями.
У відповідності з перерахованими вимогами рекомендується наступна методика демонстрації дослідів [9].
1. Постановка мети досвіду (чи проблеми, яку потрібно вирішити). Учні повинні розуміти, для чого проводиться досвід, в чому вони повинні переконатися, що зрозуміти в результаті проведення досліду.
2. Опис приладу, в якому проводиться досвід, умов, в яких він проводиться, реактивів із зазначенням їх необхідних властивостей.
3. Організація спостереження учнів. Учитель повинен зорієнтувати учнів, за якою частиною приладу спостерігати, чого очікувати (ознака реакції) і т. д.
Дуже важливо при цьому не допускати ряду помилок, властивих початківцям вчителям. Не можна підказувати учням, що вони повинні побачити. Наприклад, якщо в ході досвіду колір розчину стає малиновим, вчитель не повинен цього говорити заздалегідь. Але потрібно вказати учням, на чому зосередити увагу, сказавши: «Спостерігайте, чи не буде змінюватися колір розчину». Якщо колір повинен змінитися, але не змінюється, не слід переконувати дітей у тому, що «зміна хоча б трохи, але сталося». Потрібно обов'язково вказати, куди дивитися, в якій частині приладу повинен йти головний процес, за яким потрібно спостерігати. Наприклад, при окислюванні SO ₂ в SO ₃ на каталізаторі Сг ₂ O ₃ потрібно довести, що SO ₃ дійсно вийшов. Досвід проводять в приладі, що утворюється S0 ₃ відводять в колбу-приймач, де знаходиться розчин Вась. У ході реакції ВаС1 ₂ з SO ₃ поступово випадає білий осад. При спостереженні потрібно вловити саме це, але увага учнів набагато більше привертає хлоркальциевого трубка із зеленим каталізатором, де зовнішніх змін не відбувається.
Висновок і теоретичне обгрунтування.
Для доброго володіння хімічним експериментом потрібно багаторазове і тривале вправу в його проведенні.
У процесі демонстрування здійснюються три функції навчального процесу: освітня, яка виховує і розвиває:
-Освітня функція виражається в тому, що учні отримують інформацію про протікання хімічних процесів, властивості речовин, методах хімічної науки;
-Виховує - формуються переконання в тому, що досвід - це інструмент пізнання, що світ пізнаваний, а це є основою атеїстичних поглядів;
-Розвиваюча - в учнів розвивається спостережливість, вміння аналізувати явища, що спостерігаються, робити висновки, узагальнювати.
Розвиваюча функція експерименту може бути посилена за допомогою різних способів поєднання експерименту із словом учителя.
Якщо слово вчителя передує досвіду, то демонстрування носить ілюстративний характер. Якщо слово слід за показом досвіду, то проблемний.
Наприклад, показуючи «фонтанчик» при розчиненні у воді хлороводню, можна почати з розповіді про високу розчинність його у воді, а потім показати досвід як підтвердження своїх слів. А можна спочатку показати досвід, а потім вимагати від учнів самостійного пояснення, стимулюючи їх пошукову діяльність. Проте проведення проблемних дослідів зовсім не обмежується дотриманням послідовності слова і експерименту. Все набагато складніше.
Виявлено чотири способи поєднання слова вчителя з експериментом.
1) знання витягуються з самого досвіду. Пояснення вчителя супроводжує досвід, йде як би паралельно процесу, який спостерігають учні. Таке поєднання неприйнятно для ефектних дослідів, які привертають увагу учнів яскравим видовищем, створюють сильний домінуючий осередок збудження в корі головного мозку;
2) слово вчителя доповнює спостереження, зроблені в досвіді, пояснює те, що бачать учні (наприклад, досвід з відновленням міді з оксиду воднем);
3) слово вчителя передує експерименту, який виконує ілюстративну функцію;
4) спочатку дається словесне пояснення, розшифровка явища, а потім демонстраційний експеримент. Проте з цього не випливає, що при демонструванні вчитель передбачає хід експерименту і розповідає, що має вийти.
Перший і другий підхід використовують при проблемному навчанні, вони більш сприяють розвитку розумової діяльності.