Проблемное обучение на уроках органической химии
статья по химии

Проблемное обучение на уроках органической химии

В настоящее время перед образованием ставится задача не только дать обучающимся систему знаний, умений и навыков, но и в процессе формирования этой системы развить их мышление, умение творчески оперировать приобретенными знаниями, научить способами самостоятельного приобретения новых знаний.

Творческие способности обучающихся могут быть развиты в том случае, когда они активно участвуют в процессе усвоения новых знаний, в процессе поиска истины. Наибольшее значение для развития творческого мышления имеет проблемное обучение, так как именно оно наиболее близко творческой деятельности ученого, которая характеризуется применением гипотезы, доказательства, эксперимента. Для его эффективного применения необходимо разработать определенную систему уроков по постановке и решению проблем.

В курсе органической химии возможность разработки такой системы обуславливается самим содержанием и построением предмета. Выделяются ведущие проблемы, которые проходят через весь курс и связаны с проблемами науки:

1. выяснения строения (структурного, пространственного, электронного) молекулы вещества;
2. зависимости свойств вещества от строения и практического применения;
3. нахождения способов получения органических веществ из различных видов сырья.

Вокруг этих ведущих проблем и группируются частные, конкретные проблемы, возникающие при изучении классов органических веществ и отдельных соединений.

Уже из содержания вводного урока вытекают проблемы: в чем причина многообразия органических веществ и чем объясняется огромное значение их в нашей жизни. Весь курс органической химии связан с решением этих проблем, которое завершается на обобщающих занятиях в конце курса. Более конкретные проблемы возникают при изучении темы «Теория химического строения органических соединений». Первое же знакомство обучающихся с составом веществ приводит к противоречию с их теоретическими представлениями о валентности углерода; указание на существование веществ одинакового молекулярного состава противоречит опыту предыдущего изучения химии. В поисках решения этих проблем и изучается теория строения. Поставив проблемы, преподаватель показывает путь их решения. Из основных положений теории, ставших известными  обучающимся, вытекает одна из ведущих проблем органической химии – зависимость свойств веществ от строения, которая решается на протяжении всего курса.

Знакомство с органическими веществами начинается с предельных углеводородов. На основе качественного и количественного анализа выводится формула метана, обучающиеся пишут структурную формулу, затем идет рассмотрение пространственного и электронного строения молекулы метана. При этом возникает проблемная ситуация: обучающимся известно электронное строение атома углерода (на внешнем слое два неспаренных p-электрона, определяющих валентность), что противоречит представлению о четырехвалентности элемента. Преподаватель объясняет это противоречие возбужденным состоянием атома углерода. Затем вновь возникает проблемная ситуация на основе противоречия между данными о равноценности всех химических связей в молекуле метана и строения внешнего слоя, содержащим один s- и три p-электрона. Преподаватель дает понятие о гибридизации электронных облаков.

На следующем уроке, обсудив строение молекулы метана, преподаватель ставит проблему: как строение метана должно влиять на его свойства? В какие реакции он должен вступать? Почему метан не вступает в реакции присоединения? Почему метан при обычных условиях не окисляется? Решение проблемы проводится в форме беседы. Предположения обучающихся проверяются экспериментально. Далее обсуждаются возможные области применения метана.

При изучении циклопарафинов рассматриваются строение и свойства циклогексана, доказывается сходство с парафинами. Проблемная ситуация создается если задать вопрос: можно ли циклопропан и циклобутан отнести к гомологам циклогексана? Судя по формуле CnH2n, указанные вещества являются гомологами циклогексана, однако, когда рассматривают их пространственное строение, обнаруживают, что тетраэдрическое направление связей атомов углерода не сохраняется; преподаватель также показывает отличие в свойствах. Значит, C3H6 и C4H8, несмотря на циклическое строение и сходство  с общей формулой нафтенов, не относятся к этому гомологическому ряду. Так на уроке решается одна из частных проблем.

При рассмотрении непредельных углеводородов выстраивается своя цепь проблем. Ведущая проблема темы – как новое строение веществ отражается на свойствах.

Выяснение молекулярной массы этилена, нахождение его формулы (обучающиеся решают задачу на вывод формулы по массовым долям углерода и водорода)  приводит к противоречию с валентностью углерода и требует выяснения строения молекулы – как структурного, так и пространственного и электронного. Почему π-связь менее прочная, чем σ-связь? Решение проблемы дает преподаватель. Установление особого характера химической связи вызывает вопрос: какое влияние она должна оказывать на свойства вещества? Вначале преподаватель сопоставляет  этилен с изученными предельными углеводородами: похож ли этилен по строению на метан или какой-нибудь его гомолог? Некоторые обучающиеся видят сходство этилена с этаном, т. к. у них одинаковое количество атомов углерода и они четырехвалентны. Другие обучающиеся находят отличие в структурном и пространственном строении и делают вывод, что этилен должен отличаться по свойствам от предельных углеводородов. Поскольку атомы углерода связаны двойной связью, из которых одна менее прочная, очевидно, она может разорваться и тогда, чтобы валентность углерода сохранилась, молекула этилена будет присоединять другие атомы.

Высказаны, таким образом, два мнения: этилен либо похож на этан, либо отличается от него. Как установить истину? Обучающиеся предлагают провести с этиленом те же реакции, которые проводили с метаном. Демонстрируются реакции с бромной водой и перманганатом калия, в результате чего обучающиеся делают заключение, что этилен обладает свойствами, отличными от предельных углеводородов. Разбираются химические реакции, в которые вступает этилен.

Далее преподаватель ставит вопрос: где может применяться этилен? Возникает проблема зависимости применения этилена от его свойств. Обучающиеся указывают, что этилен может применяться для получения дихлорэтана, дибромэтана, полиэтилена, хлорэтана, бромэтана, этана, этиленгликоля. Можно ли использовать этилен, как метан, в качестве топлива? Обучающиеся приходят к выводу, что, несмотря на большое выделение теплоты при горении, этилен невыгодно сжигать, т. к. из-за своей активности он в природе не встречается, и его пришлось бы получить искусственно. Тогда возникает вопрос: как получить этилен, используя природное сырье? Вспомнив, что в природе распространены в основном предельные углеводороды, обучающиеся предполагают, что получить этилен можно из этана, если отнять от него водород, приводят уравнение реакции, делают предположения об условиях течения этой реакции (процесс дегидрирования надо проводить при более высоких температурах, чем гидрирование этилена, т. к. разорвать п-связь в этилене легче, чем σ-связь между C и H).

При изучении гомологов этилена преподаватель предлагает обучающимся установить, существуют ли у этилена гомологи. Обучающиеся вспоминают определения гомологов, составляют формулы алкенов (здесь встречаются разные варианты), каждое вещество сравнивают  с этиленом, обсуждают  сходство и различие по строению. В результате доказывают, что этилен является начальным членом гомологического ряда, находят общую формулу гомологов. На основе строения обучающиеся предсказывают свойства соединений, пишут уравнения реакций. При написании уравнения реакции с галогеноводородами появляются противоречивые решения. Возникает вопрос: к какому атому углерода присоединится водород, а какому галоген? К выводу правила Марковникова подходят, рассматривая распределения электронной плотности в молекуле. Для присоединения НHal к непредельному углеводороду на одном атоме углерода должен возникнуть заряд  q-, а на другом q+. В этилене все зависело от того, каким полюсом подойдет полярная молекула. Обучающиеся отмечают, что на появление частичных зарядов в молекуле пропена должен оказывать влияние радикал метил. Преподаватель объясняет это влияние, затем задает вопрос: а как пойдет присоединение галогеноводорода к веществу:

CH3 – C = CH – CH3?

                                                             |

                                                            CH3

Обучающиеся составляют уравнение реакции.

При изучении диеновых углеводородов обучающимся предлагается объяснить (предположительно) название этого гомологического ряда, составить формулы изомерных диенов, у которых в молекуле 5 атомов углерода. Проблемная ситуация возникает, когда они сталкиваются с противоречием между экспериментальными данными (преподаватель приводит уравнение реакции присоединения молекулы брома к молекуле бутадиена-1,3) и тем, что они предполагали на основе имеющихся знаний (присоединение по месту разрыва одной из π-связей). Для решения возникшей проблемы необходимо обратиться к электронному строению диенов с сопряженными двойными связями. Обучающиеся строят схему π-связей, преподаватель объясняет особенности прерывания p-электронов. Это поможет в дальнейшем при изучении строения бензола.

При изучении природного каучука преподаватель приводит данные качественного и количественного анализа, на основе чего выводится формула C5H8. Возникает противоречие: по формуле каучук относится к диеновым углеводородам и должен быть жидкостью, а по свойствам это твердый, прочный, эластичный, газо- водонепроницаемый материал. Обучающиеся предполагают, что он должен быть полимером. Предположение проверяется путем деполимеризации каучука.

При изучении ацетилена появляется возможность увеличить долю участия самих обучающихся  в процессе поиска истины, долю их самостоятельной познавательной деятельности. Предлагается задача: «Собрали газ (демонстрируется в цилиндрах). Изучая его, установили, что при сгорании 2,6 г образовалось 8,8 г углекислого газа и 1,8 г воды. Плотность газа по водороду равна 13. Проведите дальнейшее исследование его».

Решая задачу, обучающиеся находят формулу вещества, затем выводят его структурную формулу CH ≡ CH. В связи с изучением строения перед ними возникает проблема: какие связи соединяют атомы углерода, в чем сущность тройной связи? В результате обсуждения обучающиеся приходят к единственно возможному строению: тройная связь состоит из одной σ- и двух π-связей. Из того факта, что у каждого атома углерода только две σ-связи, приходят к выводу об sp-гибридизации и линейном строении молекулы; строят схему образования σ-связей, предполагают, как идет перекрывание p-облаков. Затем высказываются суждения о свойствах. Предлагаемые реакции присоединения проверяются экспериментально. На этом уроке обучающиеся самостоятельно проходят путь исследования органического вещества.

Умение исследовать органическое вещество продолжает развиваться при изучении бензола. Изучение начинается с рассмотрения физических свойств бензола. Обучающиеся выводят его эмпирическую формулу C6H6, решая задачу. Далее они отмечают, что это должен быть непредельный углеводород, это можно проверить при помощи качественной реакции с бромной водой и перманганатом калия. Поскольку лабораторными опытами предположения обучащихся не подтверждаются, возникает проблемная ситуация. Проблема заключается в выяснении структурной формулы бензола.

Далее преподаватель рассказывает о получении бензола из ацетилена и предлагает обучающимся, учитывая это, составить структурную формулу бензола. Обучащиеся пишут различные формулы и обсуждают их с целью нахождения истинной. Приходят к формуле Кекуле. Однако выясняется, что она не объясняет противоречие – вещество с двойными связями должно обеспечивать бромную воду и раствор перманганат калия, что не происходит. Возникает необходимость выяснения электронного строения молекулы. На основе того, что каждый атом углерода затрачивает на образование σ-связей по 3 электронных облака, обучающиеся делают вывод о существовании sp2-гибридизации, валентных углов 1200 и плоском строении молекулы, строят схему образования σ-связей. Высказывается предположение, что оставшиеся 6 p-электронов при боковом перекрывании образуют единое облако, расположенное перпендикулярно плоскости σ-связей. Как же доказать, какая формула верна – формула Кекуле или построенная на основе электронной теории? Обучающиеся предлагают установить длину углерод-углеродных связей в молекуле. Приводятся данные о длине связей, которые подтверждают   истинность углеродной формулы. В заключении обучающимся остается ответить на вопрос, почему бензол не обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия. Они должны прийти к заключению, что единое π-электронное облако прочно, разорвать его трудно, поэтому не происходит известных реакций.

На следующем уроке решается вопрос: как такое строение бензола может отразиться на свойствах бензола? Если присоединение затруднено из-за образования единого π-электронного облака, то какие реакции можно предположить? Обучающиеся предполагают, что могут идти те реакции, которые не затрагивают π-электронное облако, т. е. замещение атомов водорода на галоген, либо реакции присоединения, но в более жестких условиях. Предположения проверяются экспериментом. В заключение приходят к выводу о сущности ароматического строения и характеристике  свойств.

При изучении гомологов бензола прежде всего возникает проблема установления строения веществ этого гомологического ряда. Обучающиеся находят эмпирические формулы ближайших гомологов бензола– C7H8, C8H10 и пытаются построить семичленный и восьмичленный циклы, но у них не получается единое π-электронное облако. В результате построений  они приходят к выводу, что у гомологов бензола сохраняется бензольное кольцо и появляются предельные радикалы.

 При рассмотрении химических свойств гомологов бензола  возникает противоречие с понятием гомологии: гомологи бензола вступают в реакцию с перманганатом калия, а бензол не вступает. В ходе объяснения противоречивых данных приходят к установлению взаимного влияния атомов в молекуле толуола.

Взаимное влияние атомов  в молекулах будет являться основой для постановки проблем при изучении кислородсодержащих веществ, прежде всего для выяснения влияния кислорода на свойства соединений.

При рассмотрении первого представителя спиртов – этанола выясняется, как это дано в учебнике, какая из двух структур, отвечающих эмпирической формуле C2H6O, является истинной. Далее возникает вопрос: почему в молекуле этилового спирта подвижен один атом водорода? Обратившись к электронному строению молекулы, обучающиеся объясняют подвижность атома водорода смещением электронной плотности к электроотрицательному атому кислорода.

Следующая проблема: какое влияние оказывает особое строение этилового спирта на его свойства? Химические свойства этилового спирта рассматриваются в постоянной зависимости от строения, в сопоставлении с предельными углеводородами, и делается вывод, что химические свойства  этанола связаны в основном с наличием гидроксильной группы, которая называется функциональной.

При рассмотрении гомологического ряда предельных одноатомных спиртов проблема возникает в связи с изучением их физических свойств. Преподаватель обращает внимание на то, что в этом гомологическом ряду нет ни одного газа, уже первый член ряда – жидкость. Чем это можно объяснить? Обучающиеся обычно предполагают (зная связь физического состояния с молекулярной массой вещества), что, очевидно, внедрение кислорода приводит к повышению молекулярной массы, поэтому у спиртов она больше и они являются жидкостями. Сравнивают молекулярную массу метанола с молекулярной массой пропана ил бутана. Обучающиеся видят несоответствие: пропан с большей молекулярной массой является газом, а метанол с меньшей массой – жидкостью. Перед обучающимися встает проблема: выяснить, почему в гомологическом ряду спиртов нет газов, иными словами – почему они имеют более высокие температуры кипения, чем соответствующие углеводороды? Решение проблемы происходит в процессе беседы, обучающиеся вспоминают, что сущность различий между газом и жидкостью, с точки зрения атомно-молекулярного учения, состоит в наличии больших сил притяжения в жидкостях, в данном случае в спиртах. Почему же в спиртах больше притяжение между молекулами? Так приходят к объяснению физических свойств спиртов наличием межмолекулярных водородных связей. На основе этого объясняются и другие физические свойства: растворимость первых спиртов в воде и ее постепенное понижение в данном гомологическом ряду.

При изучении многоатомных спиртов возникает противоречие с тем, что известно обучающимся о свойствах одноатомных спиртов.  В отличие от одноатомных спиртов многоатомные спирты  взаимодействуют с гидроксидом меди (II). Появление нового свойства объясняется взаимным влиянием гидроксильных групп в молекуле.

Изучение фенола также эффективно вести в сравнении с предельными одноатомными спиртами и показать при этом еще большее усиление кислотных свойств. Изучение нового материала преподаватель начинает с того, что предлагает обучающимся составить формулы спиртов – производных бензола. На доске обычно бывают изображены вещества, относящиеся к разным гомологическим рядам. Предлагается установить различие между ними. Обучающиеся отмечают, что в одних веществах группа –ОН соединена непосредственно с бензольным кольцом, а в других – через радикал. Возникает проблема: почему фенол не является ароматическим спиртом? В чем его особенности, ведь он также содержит в своем составе бензольное кольцо и гидроксил? Рассматриваются сначала свойства гидроксильной группы и обнаруживается, что фенол, в отличие от этилового спирта, реагирует не только с натрием, но и с едким натром, т. е. сильнее проявляет кислотные свойства. Обучающиеся видят причину этого влияния бензольного кольца. Поскольку влияние обычно взаимно, то на какие свойства бензольного кольца может влиять группа -ОН? Обучающиеся предполагают влияние группы  ОН- на реакции замещения в бензольном кольце. Предположение проверяется реакцией бромирования фенола.

Таким образом, в этой теме красной нитью проходит идея: как постепенно меняются свойства гидроксильной группы в зависимости от соединенных с ней радикалов. Она получит дальнейшее развитие при изучении карбоновых кислот.

При изучении альдегидов снова возникает проблема установления их строения, выделения функциональных групп. Структурную формулу первого представителя – формальдегида – обучающиеся составляют легко, трудности возникают в написании формул гомологов метаналя. Найдя эмпирическую формулу ацетальдегида – C2H4O, они составляют различные структуры, каждую сравнивают со структурой формальдегида и находят наиболее сходную. Затем составляют формулы гомологов.

Возникает вопрос об особенностях двойной связи в молекулах альдегидов. На основе электронного строения кислорода обучающиеся составляют схемы σ- и π-связей альдегидной группы и отмечают смещение электронной плотности к атому кислорода. При рассмотрении химических свойств альдегидов выясняется вопрос: влияет ли характер связи C=O на связь C–H  и как это может сказаться на свойствах? При его выяснении обучающиеся узнают о возможности внедрения атома кислорода между C и H, т. е. о реакции окисления альдегидов.

Поскольку с составом карбоновых кислот обучающиеся уже знакомы, их рассмотрение можно начать с выделения функциональной группы и изучения физических свойств. Здесь возникают вопросы: почему в отличие от альдегидов у кислот нет газов? Должны ли кислоты растворяться в воде и как будет меняться их растворимость с ростом углеродной цепи? На эти вопросы обучающиеся могут ответить сами, распространяя на кислоты знания о водородной связи.

Далее ряд проблем возникает в связи с изучением взаимного влияния атомов в молекулах кислот. Обучающимся предлагается сравнить кислоты со спиртами и ответить на вопрос: где более подвижен атом водорода? Обучающиеся отмечают влияние карбонила на гидроксил, показывают смещение электронной плотности в карбоксильной группе. Обратное влияние (гидроксила на карбонил) объясняет преподаватель.

Затем можно предложить обучающимся рассмотреть влияние углеводородного радикала на карбоксил. Какая кислота сильнее: муравьиная или уксусная?  Почему? Как следует изменить состав уксусной кислоты, чтобы повысить ее кислотные свойства? Поскольку влияние должно быть взаимным, возникает вопрос: как карбоксильная группа должна влиять на соседний радикал (CH3, C2H5)? Обучащиеся отмечают увеличение подвижности атомов водорода в радикале по сравнению с предельными углеводородами.

Далее проблема установления строения органического вещества продолжает развиваться при изучении углеводов.

После рассмотрения физических свойств глюкозы обучающиеся выводят молекулярную формулу глюкозы– C6H12O6, решая задачу.  Возникает вопрос о ее строении. Обучающиеся предлагают проверить при помощи известных реакций наличие функциональных групп – спиртовых, альдегидных и кислотных. На основе опытов они делают вывод, что глюкоза является альдегидоспиртом. Достаточно ли этих данных для написания структурной формулы? Обучающиеся отмечают, что необходимо знать количество тех и других групп, для этого предлагается поставить количественный опыт, например с галогеноводородами. Преподаватель демонстрирует видеоопыт - получение сложного эфира глюкозы и уксусной кислоты, в котором 5 остатков кислоты, и сообщает, что в молекуле глюкозы цепь прямая. На основе полученных данных обучающиеся строят структурную формулу глюкозы, а затем пишут уравнения реакций, характеризующих ее химические свойства. Еще одна проблема возникает при рассмотрении химических свойств глюкозы. Почему, являясь альдегидом, глюкоза не реагирует с фуксинсернистой кислотой? Преподаватель приводит циклические формы глюкозы: α-глюкозы и β-глюкозы. Обучающиеся приходят к выводу, что в растворе недостаточное количество молекул глюкозы в альдегидной форме, поэтому реакция не протекает.

На следующем уроке с целью проверки и закрепления умения анализировать строение вещества при ознакомлении с фруктозой  предлагается обучающимся задача: «Из пчелиного меда было выделено вещество, сладкое на вкус. Его формула такая же, что и у глюкозы: C6H12O6. Как бы вы провели дальнейшее изучение этого вещества с целью нахождения его структуры?». Обучающиеся составляют план анализа, в результате беседы выясняются строение фруктозы и ее свойства.

Изучение сахарозы можно провести на основе самостоятельной лабораторной работы обучающихся. В начале урока им предлагается рассказать все, что они знают о сахаре, приводится формула сахарозы – C12H22O11. Далее обучающиеся составляют план изучения ее строения и свойств, прежде всего предлагают проверить наличие в ее молекуле известных функциональных групп. Лабораторную работу выполняют по инструкции:

1. Прилейте раствор сахарозы к свежеосажденному гидроксиду меди (II). Что наблюдаете? О чем это свидетельствует?
2. К раствору сахарозы прибавьте небольшими порциями известковое молоко. Что наблюдаете? Сделайте вывод.
3. Содержит ли сахароза альдегидные группы? Проверьте на опыте. Что наблюдаете?
4. К раствору сахарозы прибавьте несколько капель соляной кислоты, смесь нагрейте, затем, нейтрализовав избыток кислоты щелочью, проделайте реакцию «медного зеркала». Что наблюдаете? О чем свидетельствуют проделанные опыты? Что произошло?

Затем обучающиеся делают выводы о строении сахарозы. Сахароза – многоатомный спирт. При гидролизе сахарозы образуется глюкоза. Сахароза относится к классу дисахаридов. Структурную формулу сахарозы приводит преподаватель.

При изучении крахмала можно обучающимся задать такой вопрос: почему хлеб, если его долго жевать, приобретает сладкий вкус?

При изучении целлюлозы возникает проблема: как объяснить на основе строения  различия в свойствах  целлюлозы и крахмала, несмотря на сходство в формулах? Решение проблемы проводится путем эксперимента. Обучающиеся выполняют лабораторную работу. Проводят реакции гидролиза крахмала и целлюлозы и доказывают образование глюкозы. Поскольку при изучении глюкозы обучающиеся уже знакомы с циклическими формулами глюкозы, то высказывается предположение, что в состав крахмала и целлюлозы входят разные структуры глюкозы. Преподаватель подтверждает, что молекула крахмала состоит из остатков молекул α-глюкозы, а молекула целлюлозы – из остатков молекул β-глюкозы.  В  теме «Углеводы» не изучаются новые функциональные группы, поэтому основное внимание уделяется углублению проблемы выяснения структуры органических веществ.

Проблема влияния различных радикалов на усиление основных свойств возникает при изучении азотсодержащих органических соединений.

Свойства аминов рассматриваются в постоянном сопоставлении с аммиаком. Обучающиеся видят их сходство в проявлении основных свойств (способности присоединить протон). Возникает вопрос: какие вещества сильнее проявляют основные свойства – аммиак или предельные амины? Зная, что предельные радикалы отталкивают электронную плотность связи, обучающиеся приходят к выводу, что радикалы усиливают основные свойства аминов по сравнению с аммиаком.

Эта проблема продолжает развиваться при изучении анилина. Рассматривая  свойства анилина, обучающиеся видят, что анилин с водой не реагирует, но реагирует с кислотами, что свидетельствует о понижении его основных свойств по сравнению с аммиаком. Возникает необходимость объяснить это явление. Обучающиеся объясняют его влиянием бензольного кольца, которое способно оттягивать к себе электронную плотность. Затем предполагается обратное влияние – аминогруппы на бензольное кольцо. Обучающиеся предлагают провести реакцию с бромной водой и на основании ее делают вывод о взаимном влиянии атомов в молекуле анилина.

При изучении аминокислот выясняется взаимное влияние аминогруппы и карбоксила. При рассмотрении химических свойств обучающиеся самостоятельно составляют уравнения химических реакций. Проблема возникает при определении окраски лакмуса в растворах аминокислот. Почему одни аминокислоты не изменяют окраску лакмуса, а другие имеют либо кислую, либо щелочную среду? Обучающиеся делают вывод, что причина в количестве аминогрупп и карбоксильных групп в составе аминокислоты. То есть, опять четко прослеживается взаимосвязь строения и свойств веществ.

Таким образом, на протяжении всего курса органической химии происходит группировка частных, конкретных проблем  вокруг ведущих проблем. Постепенно обучающиеся встречаются с все новыми особенностями проявления этих проблем, которые углубляются и расширяются. Различна степень участия обучающихся в постановке и решении проблем. На первых уроках, когда знаний обучающихся недостаточно для самостоятельного решения, преподаватель не только ставит проблему, вскрывает внутренние противоречия, но и высказывает предположения, обсуждает их, доказывает истинность с помощью эксперимента, т. е. применяется проблемное изложение материала преподавателем. Далее постепенно повышается роль обучающихся в решении проблем: под руководством преподавателя они высказывают гипотезы, предлагают пути их проверки и т. п. (применяется тем самым частично-поисковый метод). На отдельных уроках применяется исследовательский метод, когда, будучи уже достаточно подготовленными, обучающиеся самостоятельно проходят весь путь поиска. Выбор того или другого метода зависит от содержания  учебного материала, от подготовленности обучающихся к процессу решения проблем.

В жизни проблемы есть всегда, а в учебной деятельности их иногда приходится моделировать.  Например, в средствах массовой информации, по всем каналам телевидения постоянно транслируется огромное количество роликов, призывающих нас пить вкусные газированные напитки.

На первый взгляд всё кажется прекрасным: сделал несколько глотков живительной прохлады и ты счастлив! Но, изучив более детально состав сладких прохладительных напитков, обучающиеся  узнают, что в их состав входят углекислый газ, сахар, красители и ароматизаторы, кофеин, консерванты. Сахара в напитках содержится очень много. В одной пол-литровой бутылке до 9 ложек сахара, в зависимости от рецепта напитка. Сахар негативно влияет на функционирование поджелудочной железы. Наличие большого количества сахара или его заменителей не способствует утолению жажды. Поэтому после употребления газированной воды пить хочется еще сильней. Это уловка производителей.

Углекислый газ сам по себе безвреден для организма. Но, соединяясь с водой, преобразуется в угольную кислоту. Угольная кислота в свою очередь повышает кислотность и активизирует желудочную секрецию, вызывает отрыжку, вздутие живота, газы. Это приводит к сильному выделению газов. Поэтому людям с язвенной болезнью, гастритом с повышенной кислотностью, перед употреблением любой газированной воды, газ из бутылки нужно выпускать путем встряхивания. Сладкие газированные напитки провоцирует рак поджелудочной железы

Красители и ароматизаторы дают нагрузку на печень, приводят к различным аллергическим реакциям, разрушают эмаль зубов, что приводит к кариесу. Сладкие газированные напитки разрушают зубы.

Для придания вкуса того или иного фрукта или ягоды используются консерванты. Самый распространенный консервант Бензоат натрия (Е211) может повредить ДНК человека. Это один из самых вредных консервантов. Американский ученый Питер Пайтер проделал опыты, которые доказали, что при соединении Е211 с витамином С образуется бензол. Опытным путем профессор проверил воздействие бензола на организм человека. Он повреждает клетки нашего организма: Лимонная кислота –воздействует на эмаль зубов, разъедая её. Более опасна – фосфорная кислота – E338. Она вымывает из организма кальций, что ведет к ослаблению костной ткани. Названия кислот очень часто зашифрованы кодом.

Кофеин способствует истощению нервной системы, сопровождающийся головными болями, усталостью, повышает нагрузку на сердце. Сладкие газированные напитки убивают сердце!

Постепенно вырисовывается проблема: как же быть? И далее вместе с преподавателем  обучающиеся пробуют решить её, выработав следующие рекомендации:

1) Сладкие газированные напитки не утоляют жажду, хотя мы покупаем их именно для этого.

2) Химический состав напитков оказывает губительное действие на здоровье: разрушаются зубы, становится хрупкими кости, может возникнуть ожирение, аллергия, заболевание желудка, кофеиновая зависимость по типу наркотической.

3) Для утоления жажды лучше использовать морсы, минеральную воду и очищенную питьевую.