Исследовательский химический эксперимент как средство реализации системно-деятельностного подхода в обучении химии

Конькова Наталья Васильевна, учитель химии

высшей квалификационной категории

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Октябрьская средняя общеобразовательная школа №2»

Устьянского района Архангельской области,

Исследовательский химический эксперимент

как средство реализации системно-деятельностного подхода в обучении химии

По итогам усвоения обязательного минимума содержания выпускники общеобразовательной школы должны овладеть интеллектуальными и практическими умениями, как общими для всех предметов, так и специфическими, характерными для химии.

В школьном образовании химия является той учебной дисциплиной, которая располагает всеми необходимыми условиями и средствами для формирования и развития не только предметных, но и ключевых компетенций. При этом деятельность ученика должна быть направлена на самостоятельный поиск знаний, определение способов решения задач, оценку полученных результатов, их коррекцию.

Выпускники должны уметь применять теоретические знания (понятия, законы и теории химии), фактологические знания (сведения о веществах), знания о способах деятельности, имеющих отношение к изучению химии (составление химических формул и уравнений и др.), а также уметь проводить химический эксперимент в строгом соответствии с правилами техники безопасности.

Химия - наука экспериментальная, и без проведения опытов знания школьников будут не полными.

В процессе обучения химии эксперимент является, во-первых, своеобразным приёмом обучения, во-вторых, методом исследования, в-третьих, источником и средством получения нового знания. При использовании исследовательской формы химического эксперимента обучающиеся, получив познавательную задачу, активно применяют свои знания и умения. Они обдумывают, как провести эксперимент, чтобы достичь поставленной цели, какие взять вещества, как собрать экспериментальную установку. Во время опыта они наблюдают за его ходом, фиксируют и анализируют полученные данные, объясняют их с теоретической точки зрения, делают выводы.

В 9-11 классах практические работы преимущественно представлены обучающимся в качестве решения экспериментальных задач.

Например, школьники получают несколько пробирок с растворами веществ: хлорид натрия, гидроксид натрия и карбонат натрия, но им неизвестно, в какой из пробирок находится конкретное вещество. Ответить на данный вопрос можно лишь, проведя небольшое исследование на наличие у этих веществ определённых свойств, по которым можно судить о том, что это за вещество. Осуществляя качественные реакции на предполагаемые вещества, учащиеся называют каждое вещество, тем самым достигают поставленную цели.

При изучении темы «Кислоты» в 8 классе, выдаю школьникам растворы кислот (соляной и серной) и следующие реактивы: щёлочи, соли, основные оксиды, металлы (цинк, медь, алюминий), индикаторы. Совместно с восьмиклассниками ставим задачу: исследовать возможность вступления в химическую реакцию с кислотами данных веществ. Обучащиеся, используя свои знания о проведении химического эксперимента, соблюдая правила техники безопасности, путём исследования выясняют, что и серная, и соляная кислоты взаимодействуют со щелочами, с нерастворимыми основаниями, с металлами, стоящими в ряду активности металлов до водорода, с солями, образованными менее сильными кислотами.

В 10 классе, изучая тему «Углеводы. Моносахариды», после рассмотрения строения молекулы глюкозы, предлагаю школьникам исследовать данное вещество с тем, чтобы выявить его особое свойство - двойственность характера (наличие свойств альдегидов и многоатомных спиртов). Для выполнения этой задачи обучающиеся должны воспользоваться теми знаниями, которые они получили при изучении предыдущих тем, спланировать ход исследования и провести соответствующий эксперимент.

Я сравнила этапы выполнения исследовательского эксперимента со структурой урока в рамках системно-деятельностного подхода и пришла к выводу, что между ними есть общие черты. Предполагаемая структура урока в рамках системно-деятельностного подхода имеет следующий вид:

1. Мотивация к учебной деятельности. Данный этап процесса обучения предполагает осознанное вхождение обучающегося в пространство учебной деятельности на уроке

2. Актуализация. На данном этапе организуется подготовка обучающихся к надлежащему самостоятельному выполнению пробного учебного действия, его осуществление и фиксация индивидуального затруднения.

3. Постановка проблемы. Проблемная ситуация – это затруднение или противоречие, возникшее в процессе выполнения определенной учебной задачи, для разрешения которой требуются не только имеющиеся знания, но и новые. Проблемные ситуации могут возникать в следующих случаях:

• при расхождении между имеющимися знаниями и наблюдаемыми новыми фактами и явлениями.

Например, обучающимся 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 взаимодействии металлов с растворами солей образуется новый металл и новая соль. Однако если в раствор сульфата магния добавить кусочек лития, то выделяется газ.

• 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.

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:

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

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

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

4. Целеполагание. Учащиеся ставят цель (целью всегда является устранение возникшего затруднения), согласовывают тему урока, выбирают способ, строят план достижения цели и определяют средства - алгоритмы, модели и т.д. Этим процессом руководит учитель: на первых порах с помощью подводящего диалога, затем – побуждающего, а затем и с помощью исследовательских методов.

5. Освоение нового материала, работа в группе, паре, или индивидуально. Наблюдая за выполнением учащимися практических работ, замечаешь, что одни могут быстро найти правильное решение проблемы и теоретически его обосновать, другим легко даётся сборка приборов, третьи проявляют себя как отличные организаторы, а четвёртые боятся выполнять любой опыт даже самый безобидный. Поэтому, формируя в классе группы для выполнения химического эксперимента, я стараюсь учитывать личностные качества учащихся. В группе обязательно есть обучающиеся, которые смело выполняют любой опыт, те, которые могут составить химические уравнения, те, которые могут делать выводы.

6. Первичное закрепление. На данном этапе обучающиеся в форме коммуникации (фронтально, в группах, в парах) решают типовые задания на новый способ действий.

7. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону. При проведении данного этапа используется индивидуальная форма работы: обучающиеся самостоятельно выполняют задания нового типа и осуществляют их самопроверку, пошагово сравнивая с эталоном.

8. Включение в систему знаний и повторение (итоговое закрепление).

На данном этапе выявляются границы применимости нового знания и выполняются задания, в которых новый способ действий предусматривается как промежуточный шаг.

9. Рефлексия учебной деятельности на уроке (итог). На данном этапе фиксируется новое содержание, изученное на уроке, и организуется рефлексия и самооценка обучающимися собственной учебной деятельности.

Самоконтроль и самооценка способствуют формированию рефлексивного мышления – важного качества полноценной личности. Без этого учебное занятие оказывается вне сферы формирования компетентности. При этом очень важно, чтобы в исследовательской деятельности работа на первых порах проводилась в тесном взаимодействии учителя и ученика. По Л.С. Выготскому о зоне ближайшего развития: «… только то, что сегодня ребёнок делает вместе со взрослым, завтра он сможет делать самостоятельно...» Очень важно оказывать дифференцированную помощь: внимательно следить за работой каждого, отмечать, как он планирует и организует свою работу, как овладевает умениями и навыками техники проведения эксперимента, умеет ли наблюдать, объяснять сущность происходящих явлений, делать правильные выводы и обобщения. Необходимо, чтобы каждый обучающийся самостоятельно осмыслил материал, использовал теоретические знания для объяснения происходящих явлений и процессов, выводов и обобщений. При выполнении опытов следует требовать бережного расходования реактивов и материалов, разъяснять значение их экономии для учебного заведения и государства.

Особое внимание обращаю на технику выполнения работы. На видном месте кабинета помещены правила техники безопасности, также выдаю памятки на каждый стол. Это приучает моих учеников к организованности и дисциплинированности во время практических занятий и лабораторных опытов.

Таким образом, сравнив все этапы проведения исследовательского эксперимента со структурой урока в логике системно-деятельностного подхода, я сделала вывод, что исследовательский химический эксперимент действительно может быть основой для проведения любого урока в логике СДП в рамках предмета химии.

Использовать знания, в том числе и экспериментальные, приходиться выпускникам и при сдаче ЕГЭ по химии. Каждый год есть ученики, которые выбирают химию в качестве экзамена и успешно его сдают.

Кроме того, в течение нескольких лет мы принимали активное участие в научно-исследовательской деятельности, представляя на научно-практических ученических конференциях исследовательские работы по химии, выполнение которых не обошлось без исследовательского химического эксперимента.

Моя задача, как преподавателя – организатора исследовательской работы, - выявить одаренных учащихся и спланировать совместную работу таким образом, чтобы ребята смогли проявить себя в том или ином направлении деятельности.

Считаю, что систематическое применение проблемного и исследовательского эксперимента в обучении химии дает реальные результаты в формировании химических компетенций обучающихся, а также их творческого потенциала.

Химический эксперимент можно проводить не только во время уроков, но и на элективных. При подготовке элективных курсов я стараюсь спланировать работу обучающихся так, чтобы кроме дополнительного теоретического материала, расширяющего знания школьников, они получили возможность проведения практических опытов по данной теме. Например, в 9 классе на элективном курсе «Так ли трудна задача по химии?» мы решаем в основном расчётные задачи, а в курсе «Качественные задачи по химии» - экспериментальные задачи.

Развивающемуся обществу нужны образованные, нравственные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать решения в ситуации выбора, способные к сотрудничеству, умеющие оперативно работать с постоянно обновляющейся информацией. Психологи давно подметили такую особенность - умственная деятельность учёного, делающего открытия и умственная деятельность ребёнка, познающего новое идентичны по своей внутренней механике. Ученик, попробовав себя в роли исследователя, экспериментатора быстрее усваивает учебный материал. Взаимосвязь деятельности преподавателя и обучающихся в процессе исследовательской деятельности позволит организовать процесс познания химии не на уровне описательного ознакомления с явлениями и процессами, а на уровне объяснения причинно-следственных связей между ними с позиций современной химической науки.

Литература:

1. Л.В.Базыкина «Компетентностный подход в преподавании химии через проблемно-исследовательскую деятельность http://xreferat.ru/71/5343-1-kompetentnostnyiy-podhod-v-prepodavanii-himii-cherez-problemno-issledovatel-skuyu-deyatel-nost.html

2. Иванова Р.Г. Общая методика обучения химии в школе. Химический эксперимент – основа изучения химии. – М.: Дрофа, 2008. – с.170-184.

3. С.А.Герус, С.О.Пусковит Методика формирования компетенций: опыт, теория перспективы.// Химия в школе.- №10. - 2007. - с12-17

4. Ю.В.Сурин Проблемный эксперимент как одна из форм химического эксперимента// Химия в школе. - №10. - 2007.- с57