Исследовательский подход при обучении на уроках химии

Исследовательский подход при обучении на уроках химии

Исследовательский подход в обучении не является новым педагогическим явлением. В России идея его использования была впервые выдвинута во второй половине XVIII века, однако более 100 лет потребова­лось, чтобы она стала востребована педагогическим сообществом. Исследовательский подход в обуче­нии — это путь знакомства учащихся с методами на­учного познания, важное средство формирования у них научного мировоззрения, развития мышления и познавательной самостоятельности. Каковы функции? Их несколько, и все они находятся в диалектическом взаимодействии. К функциям ис­следовательского подхода в обучении относятся: вос­питание познавательного интереса; создание поло­жительной мотивации учения и образования; форми­рование глубоких, прочных и действенных знаний; раз­витие интеллектуальной сферы личности; формиро­вание умений и навыков самообразования, то есть формирование способов активной познавательной де­ятельности; развитие познавательной активности и самостоятельности.

Учебное исследование и научное исследование.

Главным смыслом исследования в сфере образования является то, что оно является учебным. Это означает, что его главной целью является развитие личности, а не получение объективно нового результата, как в «большой» науке. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности — в приобретении учащимися функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний (т. е. самостоятельно получаемых знаний, являющихся новыми и личностно значимыми для конкретного учащегося).

Поэтому при организации образовательного процесса на основе исследовательской деятельности на первое место встает задача проектирования исследования. При проектировании исследовательской деятельности учащихся в качестве основы берется модель и методология исследования, разработанная и принятая в сфере науки за последние несколько столетий. Эта модель характеризуется наличием нескольких стандартных этапов, присутствующих в любом научном исследовании независимо от той предметной области, в которой оно развивается. При этом развитие исследовательской деятельности учащихся нормируется выработанными научным сообществом традициями с учетом специфики учебного исследования — опыт, накопленный в научном сообществе, используется через задание системы норм деятельности.

Модернизация образования невозможна не только без современного технического оснащения образовательных учреждений, но и, прежде всего, без внутренней перестройки учителя. В современном информационном обществе педагог должен не столько давать знания, сколько научить эти знания добывать. Дети приходят в школу учиться, то есть учить себя. Уроки - исследования считаю составной частью в этом процессе.

Перед учителем всегда стояла проблема поиска эффективных форм и способов учебной деятельности учащихся, которые бы не просто вовлекали бы их в исследовательскую работу, но и способствовали обучению самой этой деятельности. В конечном счете, необходимо так организовать познавательную деятельность школьников, чтобы процедура учебного исследования усваивалась ими вместе с тем содержанием, на котором оно осуществляется. Исследовательская деятельность является одной из форм творческой деятельности, поэтому ее следует рассматривать в качестве составной части проблемы развития творческих способностей обучающихся. Интеллектуальное и нравственное развитие человека на основе вовлечения его в разнообразную самостоятельную деятельность в различных областях знаний можно рассматривать как стратегическое направление развития образования. Развитие личности обучающегося, его интеллекта, чувств, воли осуществляется лишь в активной деятельности. Человеческая психика не только проявляется, но и формируется в деятельности, и вне деятельности она развиваться не может. В форме нейтрально-пассивного восприятия нельзя сформировать ни прочных знаний, ни глубоких убеждений, ни гибких умений.

Следует сразу отметить: не следует отождествлять такие понятия как исследовательская деятельность учащихся и урок - исследование: исследовательская деятельность - понятие гораздо шире, почти не ограниченное временными рамками. Это исследование с заранее неизвестным результатом. Урок - исследование ограничен временными рамками - 45 мин. Перед учащимися ставится исследовательская задача, решение которой, в подавляющем большинстве случаев, известно (но не обучающимся). Итог урока - новые знания.

Под уроком - исследованием я представляю себе деятельность учащихся и учителя, связанную с решением учащимися (при поддержке учителя) творческой, исследовательской задачи (пусть и с заранее известным решением, но незнакомым учащимся) и предполагающую наличие основных этапов, характерных для исследования в научной сфере:

• постановку проблемы,

• повторение теории, посвященной данной проблематике,

• подбор инструментов для исследования и практическое владение ими,

• обработка полученного результата, его анализ и обобщение, собственные выводы.

Любое исследование, неважно, в какой области естественных или гуманитарных наук оно выполняется, имеет подобную структуру. Такая цепочка является неотъемлемой принадлежностью исследовательской деятельности, нормой ее проведения.

Технология

Поисково-исследовательская (задачная) технология обучения предполагает построение учебного познания в виде системы задач и разработки средств (предписаний, приемов). Применение данной технологии в обучении даёт возможность во-первых, помочь обучающимся в осознании проблемности предъявляемых задач (сделать проблемность наглядной), во-вторых, найти способы сделать разрешение проблемных ситуаций (заключенных в задачах) личностно-значимым для обучающихсяся и, в третьих, научить их видеть и анализировать проблемные ситуации, вычленять проблемы и задачи (В.И. Загвязинский, 2001).

Анализируя результаты своей педагогической деятельности, я пришла к выводу о необходимости планирования уроков так, чтобы обеспечить познавательную активность и самостоятельность учащихся при изучении химии. Чем больше учебно-познавательных действий и операций выполнено учащимися за урок и чем более они рациональны и целесообразны, тем выше интенсивность учебного труда. Поэтому я считаю, что использование поисково-исследовательской технологии в обучении химии поможет достичь роста познавательной активности школьников.

Вспомним, как происходят открытия? Чаще всего открытия случайны и оттого чрезвычайно интересны как для самих участников событий, так и для широкого круга неспециалистов. Ведь история таких открытий - своего рода научный детектив, с той разницей, что автор - ученый никогда не знает, чем увенчаются его поиски. Чаще всего открытия происходят в тех областях наук, в которых для этого можно использовать инструментарий (вещества, приборы, материалы …). Здесь создается некая модель (конструкция), воздействуя на которую, изучаются результаты. Химия в этом смысле достаточно перспективная область для свершения открытий, но для проведения уроков исследования с учащимися нам будет достаточно таких инструментов, как лабораторный опыт, анализ, метод, теория. Мы не собираемся совершать открытия, с помощью этого набора инструментов ученики будут получать (практически самостоятельно!) новые знания. И чтобы добиться поставленной цели, им придется создавать план исследования. Основой деятельности учителя на таком уроке считаю проверку идей (даже неперспективных, пока это не станет очевидным!) обучающихся, предлагаемых для решения проблемы. Если таких идей нет - необходимо подвести обучающихся к их появлению с предложением хотя бы одной идеи.

Главная цель урока - исследования - приобретение обучающимися функционального навыка исследования как универсального способа получения новых прочных знаний (получаемых самостоятельно и поэтому являющихся личностно значимыми, а значит прочными), развитие способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе. Таким образом, главным результатом урока - исследования является интеллектуальный, творческий продукт (знания), устанавливающий ту или иную истину в результате процедуры исследования. 

Ведущей ценностью урока - исследования является ценность процесса движения к истине. Урок - исследование - это совместный (учитель и ученик) процесс движения к истине!!

Да, не каждый урок можно сделать уроком исследования. К уроку - исследованию необходима большая теоретическая подготовка, которую получают учащиеся на традиционных учебных занятиях по изучению и первичному закреплению новых знаний и способов деятельности. Но когда обучающиеся теоретически подготовлены для приобретения новых знаний - вот здесь и следует применять уроки - исследования. Теперь обучающемуся предстоит проанализировать возможность применения ранее полученных знаний для решения поставленной проблемы. Знания, полученные учеником самостоятельно путём проб и ошибок, перебора различных инструментов, применения всевозможных формул и действий, останутся в его памяти надолго, а ценность мыслительного процесса, который, к сожалению, нельзя описать и измерить - трудно переоценить.

Главное таинство урока - исследования - зарождение идеи решения поставленной проблемы.

Это урок первого типа. Если результатом урока первого типа будут прочные знания учащихся, то это конечно освободит учителю время для организации подготовки учащихся к итоговому тестированию.

Развивающая функция обучения химии требует от учителя не простого изложения знаний в определенной системе, а предполагает также учить школьников мыслить, искать и находить ответы на поставленные вопросы, добывать новые знания, опираясь на уже известные. Уместно в связи с этим привести слова французского философа М. Монтеня: «Мозг хорошо устроенный стоит больше, чем мозг хорошо наполненный».

Химия должна рассматриваться не как предмет с набором готовых знаний, а как специфическая интеллектуальная деятельность человека. Обучение же должно в разумной мере проходить в форме повторного открытия, а не простой передачи суммы знаний. Химию надо изучать не столько ради лишних фактов, сколько ради процесса их получения, и тогда химия предстанет как могучее орудие познания и преобразования природы, а не как формальная схема, в которой «неизвестно, о чем говорится».

Но если мы хотим действительно еще и развивать молодежь, то должны руководствоваться следующей формулой: «Овладение = Усвоение + Применение знаний на практике». Познавательные процессы эффективно развиваются лишь при такой организации обучения, при которой школьники включаются в активную поисковую деятельность. Поиск нового составляет основу для развития воли, внимания, памяти, воображения и мышления. Эффективным средством обучения и развития является организация уроков - исследований, цель которых состоит в том, чтобы помочь учащимся самостоятельно открыть новые знания и способы деятельности, углубить и систематизировать изученное.

Урок - исследование:

Тема урока: «Определение ионов тяжёлых металлов методом качественных реакций»

(Этот урок я комментирую с позиции учителя, чтобы была понятна суть урока - исследования, принцип его построения. С такого урока нельзя начинать проводить уроки - исследования, это урок для уже имеющих опыт обучающихся)

Плохой учитель преподносит истину, хороший учит ее находить.

А. Дистервег

Тип урока: урок по изучению и первичному закреплению новых знаний и способов деятельности.

Цели урока: развивать у обучающихся умения самостоятельно добывать знания в ходе исследования.

Для достижения цели урока необходимо решить творческо-поисковые задачи, которые являются сочетанием логического анализа и интуиции.

Структура деятельности по решению задач:

I. Анализ состава задачи.

1.  Осознание задачи: выяснение информации, имеющейся в явном виде (выделение элементов); выявление структурных связей и отношений.

2.  Актуализация и организация знания (приспособление извлеченной информации к конкретным условиям задачи): поиск информации (привнесение задания); распознавание вида задачи; изоляция отдельных элементов и их изучение; комбинирование отдельных деталей; перегруппировка элементов.

3.  Перекодирование задачи (чертеж, схематическая запись и т.д.).

4.  Переформулирование задачи.

II. Осознание проблемности (противоречивости) задачи, формулировка проблемы.

III.  Поиск плана решения: выдвижение гипотезы (идеи о возможном пути решения проблемы и замысла ее реализации); доказательство гипотезы; составление развернутого плана решения.

IV.  Осуществление решения: реализация последовательности шагов плана; доказательство того, что результат удовлетворяет требованиям задачи.

V.  Ретроспективный анализ задачи (рефлексия); установление и закрепление в памяти тех приемов, которые привели к решению: обсуждение выполненного решения с точки зрения его рациональности; обсуждение поиска способа решения, выяснение того, какие приёмы были удачны, чтобы обучающиеся смогли обобщить эти приемы и привести их в систему; сопоставление решенной задачи с другими, выявление общих закономерностей.

Технологические приемы организации учебного процесса:

• создать в пространстве деятельности ученика значимую для него познавательную проблемную ситуацию;

• вычленить противоречия в исследуемом объекте и довести их до осознания ученика (он должен осознать эти противоречия как проблему);

• сформулировать задачи творческого типа, вытекающие из этой проблемы.

Ход урока - исследования:

Сомневаясь, мы начинаем исследовать,

а исследуя, находим истину.
Пьер Абеляр

1. Приветствие. Вступительное слово учителя.

В нашу аналитическую лабораторию поступили пробы воды для выяснения содержания в них ионов тяжёлых металлов. Предлагаю вам выбрать себе должность сотрудника лаборатории: руководитель группы, химик-лаборант, химик-аналитик, химик-эколог.

Заполните т.н. трудовые книжки в виде бейджей, впишите своё имя.

1. Обращаю внимание – вам предложены следующие материалы:

• пробы воды для анализа;

• теоретический материал: методики проведения качественных реакций;

• примерный план исследования;

• материалы для экологов.

1. Начинать исследование можно по-разному. На пути к истине мы почти всегда совершаем ошибки. Не бойтесь совершать эти ошибки. Предлагайте любые пути, на первый взгляд даже смешные, наука знает немало случаев, когда именно таким образом совершались открытия.

«Сами, трудясь, вы многое сделаете для себя и близких.

А если при труде успеха не будет, будет неудача,

не беда – попробуйте еще, и тогда придет успех»

Д.И.Менделеев

1. Напоминаю этапы исследования:

• постановка проблем;

• повторение теории по данной проблематике;

• подбор инструментов для исследования.

!!! каждая группа разрабатывает план-исследования.

1. Перед началом эксперимента вам необходимо:

• определиться с методикой проведения анализа

• утвердить план-анализа у руководителя лаборатории

• получить инструктаж по технике безопасности у эколога

1. Вы отлично справились с подготовительными этапами – желаю успехов в основном виде деятельности эксперименте, который подтвердит или опровергнет ваши гипотезы.

1. Экологам подготовить заключение о биологическом и токсическом действии металлов, которые определяла ваша лаборатория.

1. Оформить отчёт, подведение итогов в конференц-зале за круглым столом:

Руководитель группы № 1 –

Руководитель группы № 2 –

Химик – эколог группы № 1 –

Химик – эколог группы № 2 –

1. Заключение, выполнение зачётной работы.

Литература

1. Загвязинский В.И. Исследовательская деятельность педагога. – М.: Издательский центр «Академия», 2008.

2. Лебедева А.В. Роль исследовательского обучения в формировании познавательного интереса обучающихся // Среднее профессиональное образование. 2010.- №3,.- с. 30-32.

3. Обухов А.С. Исследовательская деятельность как возможный путь вхождения подростка в пространство культуры/А.С. Обухов// Школьные технологии. - 2001. - № 5.

4. Подкопаева И.Н. Организация и проведение урока-иссследования// Химия в школе. – 2010. - № 4. – С. 16-24.

5. Сурин Ю.В. Проблемный эксперимент как одна из форм химического эксперимента//Химия в школе. – 2007. – № 10 – С. 57- 61.

6. Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии: метод. пособие. М.: Глобус, 2007.