ПРОБЛЕМНО-ИНТЕГРАТИВНОЕ ОБУЧЕНИЕ ВОСПИТАННИКОВ НА УРОКАХ ХИМИИ
статья по химии (9 класс) по теме

ПРОБЛЕМНО-ИНТЕГРАТИВНОЕ ОБУЧЕНИЕ ВОСПИТАННИКОВ НА УРОКАХ ХИМИИ

Пономарева Татьяна Николаевна, преподаватель химии

Оренбургского президентского кадетского училища

На протяжении всей преподавательской деятельности для меня актуален вопрос: как учить детей? Как добиться того,  чтобы они не только овладели специальными знаниями по предмету, но и понимали химическую картину мира, умели логически мыслить и применять знания в повседневной жизни для объяснения происходящих в природе процессов?

Обучение химии  нацелено на глубокое осмысление и понимание воспитанниками  ключевых основ химической науки, на формирование у них навыков  творческой проблемно-поисковой деятельности. Думаю, что достичь этого можно лишь в условиях проблемного обучения, которое в педагогике понимают как самостоятельный тип развивающего обучения, образующего особую среду для общения, сотрудничества и сотворчества преподавателя и воспитанника, в процессе совместного познания и достижения единой для них цели. В этом случае обучение строится как совместная поисковая деятельность его субъектов, в ходе которой воспитанник постигает тайны, изучаемой им науки путем решения учебных проблем, а преподаватель организует  и управляет этим процессом, выполняя роль организатора, наставника, помощника, консультанта. Психолого- педагогическому и методическому обоснованию проблемного  обучения посвящено огромное количество исследований ученых и учителей- практиков ( В.П.Гаркунова, Н.Е.Кузнецовой,  И.Я.Лернера, М.И. Махмутова, В.Н. Максимовой, А.М.Матюшкина, М.А. Шаталова и др.)

Формирование научного мировоззрения и экологической культуры личности невозможно без установления взаимосвязей химии с учебным материалом других дисциплин естественнонаучного цикла: физикой, биологией, географией,  изучающих природные объекты и процессы, так как      знания имеют   интегративный, комплексный характер.

Межпредметные связи в единстве с внутрипредметными являются ведущим средством вовлечения обучающихся в творческую проблемно - поисковую деятельность в обучении химии. Реализация проблемного подхода – основа развивающего обучения. Научить учиться – это значит научить решать проблемы, включенные в структуру учебно-познавательной деятельности воспитанников.

Практически на каждом уроке воспитанникам предлагается решить интегративные учебные задачи. Знания и умения, усвоенные на репродуктивном уровне, органично включаются в проблемную деятельность, превращаясь из объекта специального изучения в средство творческого познания тайн химической науки и  взаимно дополняют друг друга. Это обеспечивает целостность, эффективность и взаимосвязь процессов обучения и воспитания личности в целях ее гармоничного и разностороннего развития.

Каждая интегративная учебная проблема представляет собой не что иное, как укрупненную дидактическую единицу, объединяющую внутрипредметные и межпредметные знания, а также приемы учебной работы по их формированию (актуализацию, развитие, обобщение и применение в новых ситуациях). Таким образом, на уроке воспитанники не просто усваивают какую-либо изолированную информацию, а воспринимают ее как систему.

Для реализации проблемно - интегративного обучения использую следующие формы организации обучения: проблемно-интегративный урок,  урок - исследование, семинар, а  в 9 классе при изучении тем  по органической химии «Углеводы», «Жиры», «Белки» - уроки-лекции. Методами проблемно-интегративного обучения, выступают: эвристическая беседа, самостоятельно-поисковая деятельность, химический эксперимент, метод «открытия».

Создается проблемная ситуация на уроке  тогда, когда   воспитанники владеют уже определенным минимумом исходных знаний, необходимых для начала поиска; имеют некоторый (хотя бы минимальный) опыт активной познавательной деятельности.

Практически на всех уроках химии при изучении веществ решаются проблемно – интегративные задания валеологического характера. Например, при изучении физических свойств хлора рассматривается его отравляющее действие на все живые организмы. На этой основе ставятся учебная проблема: «Как основываясь на знании физических свойствах хлора, надо поступить, если вы оказались в помещении, где произошла утечка хлора?».

Воспитанникам на уроках предлагаются различные виды  проблемных ситуаций.

Например, в основе ситуации конфликта  лежат противоречия между ранее усвоенным материалом и материалом, изучаемым на уроке; между данными науки и жизненными (бытовыми) представлениями ребят; между предсказанным теоретическим ходом эксперимента и реально наблюдаемыми процессами. Так, при изучении темы  «Соляная кислота» воспитанникам предлагается  следующая ситуация: «Хлороводород и соляная кислота – ядовитые вещества. В тоже время при некоторых желудочных заболеваниях врачи прописывают соляную кислоту, как лекарственное средство. Чем объясняются действия врача, выписывающего больному в качестве лекарства ядовитое вещество?».

Проблемная ситуация возникает при изучении закона сохранения массы. «Запаянная колба с металлом взвешена до реакции. После прокаливания сосуд был открыт и взвешен. Почему его масса увеличивается?»

В ситуации затруднения, обучающиеся осознают недостаточность или отсутствие необходимых для достижения поставленной цели знаний и умений, например, при объяснении результатов эксперимента, при теоретическом обосновании сущности явления или  при изучении какого-либо вещества. «Сульфат бария используют в медицине в качестве рентгеноконтрастного, то есть малопроницаемого для рентгеновских лучей, вещества. Препарат дают больному в виде суспензии. При рентгеноскопии BaSO4   даёт на экране чёткое изображение желудочно-кишечного тракта на фоне трудноразличимых внутренних органов. Вещество  считается безвредным, так как оно нерастворимо ни в воде, ни в кислотах. Но  ион Ba 2+  очень токсичен, поэтому в сульфате бария недопустимы примеси растворимых солей бария. Известны случаи отравления сульфатом бария, в котором присутствовала примесь карбоната бария. Объясните причину отравления». Направление поиска: «Определите, есть ли в образце сульфата бария примесь карбоната». Или другой вопрос: «Жесткая вода - это хорошо или плохо для человека?»

При ознакомлении воспитанников с информацией, вызывающей удивление, поражающей своей контрастностью, необычностью создаются ситуации неожиданности. Эмоциональная реакция  класса является дополнительным мотивационным фоном создания проблемной ситуации и последующей постановки учебной проблемы. Так, при изучении темы «Состав воздуха» сообщаю, что  в Италии существует получившая широкую известность пещера, которую назвали «Собачья пещера». В ней человек стоя может находиться длительное время, а забежавшая туда собака задыхается и гибнет. Как можно объяснить этот факт? Воспитанники  эмоционально реагируют на полученную информацию и активно  включаются в работу по решению учебной проблемы.

При изучении  роли железа в жизни живой природы, опираясь на знания воспитанников из курса биологии и личного опыта, рассказываю им легенду о студенте-химике, решившем изготовить из железа, содержащегося в собственной крови, кольцо для возлюбленной. На фоне естественной эмоциональной реакции ребят ставлю учебную проблему в виде вопроса: «Что стало причиной трагического случая и почему юный влюбленный не смог собрать нужное количество железа для изготовлен6ие кольца?»

А изучая аллотропные видоизменения элементов на примере олова,  демонстрируется  картина В.Сурикова «Переход Суворова через Альпы». Воспитанникам предлагается найти нечто необычное в картине. Этим необычным оказываются расстегнутые пуговицы на солдатских мундирах, которые при передвижении по глубоким сугробам в холодную зиму мешают передвижению. А связано это с превращением белого олова, из которого изготовлены пуговицы, в его аллотропную модификацию – серое при низких температурах.

Ситуация опровержения рождается, когда воспитанникам предлагается доказать на основе всестороннего анализа, синтеза и применения знаний несостоятельность какого-либо предположения.

Например, при знакомстве с физиологическим действием оксидов углерода на живые организмы, в частности  отравляющего действия угарного газа, рассматривается роль углекислого газа.  Актуализируются  знания воспитанников из курса биологии об этом соединении как о продукте процесса дыхания и важнейшем участнике процесса фотосинтеза. Основываясь на этой информации,  совместно с воспитанниками  делается предположение о том, что углекислый газ, в отличие от угарного газа, не только полезен, но и абсолютно безвреден для человека и других живых организмов. Результатом созданной таким образом проблемной ситуации является постановка проблемного вопроса: «Справедливо ли наше утверждение?». При выполнении практической работы «Получение кислорода и изучение его свойств» воспитанник действовал так: он налил в пробирку раствор перманганата калия (марганцовки), закрыл пробирку пробкой с газоотводной трубкой, на которую надел вверх дном пустую пробирку, и стал ждать. Однако лучинка, которую воспитанник подносил к отверстию пробирки-приемника, так и не вспыхнула. Объясните, какие ошибки допустил ученик? Как правильно провести эксперимент получения кислорода?

Если  в процессе сопоставления какого-либо закона с ранее усвоенной информацией выявляется недостаточность этой информации для обоснования данного закона или же когда требуется доказать справедливость того или иного предположения или высказывания то создаются ситуации предположения. Например, воспитанники знают, что при обработке раны 3%-м раствором пероксида водорода наблюдается вспенивание, причем  не могут объяснить причин этого явления. Это незнание служит источником для возникновения проблемной ситуации.

Для развития логического мышления воспитанников предлагаю задания с явно недостаточными или избыточными данными для получения однозначного ответа. Таким образом, создаются ситуации неопределенности. Например, при изучении темы «Состав веществ» воспитанники знакомятся с опытами, подтверждающими справедливость закона постоянства состава вещества (разложение воды электрическим током и вывод на этой основе формулы состава воды). Затем задается вопрос, как бы сомневаясь в том, что состав вещества постоянен независимо от способа получения и нахождения в природе: «Действительно ли все вещества имеют постоянный состав?» В результате возникает ситуация неопределенности, признаком которой является то, что воспитанники затрудняются ответить на поставленный проблемно-поисковый вопрос.

Для осознания обучающимися важности соблюдения правил техники безопасности при работе в кабинете химии, в том числе с безвредными для человека веществами, демонстрирую эксперимент по  получению водорода.  Воспитанники делают вывод: водород в чистом виде не имеет цвета, запаха и он не ядовит. Но приводится исторический факт, противоречащий только что актуализированным знаниям о водороде: «Один врач, получая водород, решил на себе испытать его физиологическое действие и, вдохнув газ, получил сильное отравление». Воспитанники не обладают достаточными знаниями для объяснения этого факта, а проблемный вопрос «Как объяснить это явление?» не содержит никаких дополнительных подсказок. Изучение физических свойств водорода, аналогичных кислороду, наталкивает на мысль об одинаковых способах собирания этих газов. Проблемно-поисковый подход к решению проблемного вопроса: «Как сконструировать прибор для получения и собирания водорода?» удачно реализуется при проведении химического эксперимента. Одно дело просто провести химическую реакцию, совсем другое – провести химическое исследование. Убеждена, что, только дав возможность воспитанникам попробовать себя в роли исследователя, экспериментатора, можно добиться усвоения учебного материала.

Например, на  уроке, посвященному знакомству  ребят с составом воздуха, решаем межпредметную учебную проблему: «Как вы думаете, какая часть объема воздуха приходится на долю кислорода?»

Для этого вначале  обращаемся к уже имеющимся у воспитанников знаний о составе воздуха (из курсов биологии и географии им известно, что в состав воздуха входят кислород, азот и другие соединения). Актуализируя эти знания, делаем особый акцент на роли кислорода в жизни живой и неживой природы.

Затем воспитанники выдвигают гипотезы. Многие  обладают ошибочными представлениями о составе воздуха, поэтому они высказывают несколько гипотез.

Для установления истины проводится демонстрационный эксперимент «Горение фосфора в кислороде воздуха под колоколом».

Полученные данные  затем анализируются и обобщаются.

Анализ результатов демонстрационного эксперимента (уровень воды повышается на 1/5 его объема) позволяет воспитанникам легко прийти к единственно возможному и правильному ответу на поставленную задачу – на кислород приходится лишь 1/5 объема воздуха.

Полученные в процессе решения проблемы знания о составе воздуха помогают  воспитанникам понять причины различной интенсивности горения веществ на воздухе в чистом кислороде, что также можно подтвердить экспериментально,  проводя демонстрационные опыты «Горение серы на воздухе» и «Горение серы в атмосфере чистого кислорода».

Используя на уроках химии проблемно - интегративный метод обучения, мы пришли к следующим выводам: 
- эффективное использование проблемных заданий интегрированного характера  развивает логическое мышление воспитанников;  
- проблемно-интегративный  метод обеспечивает осознанное усвоение и развитие новых знаний и способов действий, приобретается опыт  самостоятельной творческой деятельности и творческого подхода к познаниям; умение применять знания в повседневной жизни для объяснения происходящих в природе процессов;

- информация усваивается на эмоциональном уровне быстрее и лучше, 

на уроках воспитанники работают  более активно  и         заинтересованно. 
      Таким образом, в проблемно - интегративном обучении проблемные ситуации и учебные проблемы являются основой вовлечения воспитанников в активную познавательную деятельность, способствуют развитию  самостоятельности обучающихся и повышению учебной мотивации.

Проблемно-поисковая деятельность, в которую воспитанники вовлекаются в процессе решения проблем, – важный фактор приобретения ключевых и предметно-образовательных компетентностей.

Литература.

1.  Абрамова  И.В., Маркова В.А., Зайцев О.С. Из опыта использования приемов проблемного обучения. // Химия в школе. 1985. №5. С. 32-33. fl. Авдюнин Н.И. Как развивать мышление учащихся на уроках химии. // Химия в школе. 1958. №1. С. 12-23. ,
2. Гаркунов В.П., Николаева Е.Б. Межпредметные связи при проблемном изучении химии. // Химия в школе. 1982. №3. С. 28-30.
3. Ермолаева М.Г. Современный урок: анализ, тенденции, возможности.- СПб.:  КАРО, 2008.-160с.
4. Шаталов М.А., Кузнецова Н.Е. Обучение химии. Решение интегративных учебных проблем.-М.:Вентана-Граф, 2006.-256с..