Технологии обучения химии

Часто педагогическую технологию определяют как:

• Совокупность приёмов – область педагогического знания, отражающего характеристики глубинных процессов педагогической деятельности, особенности их взаимодействия, управление которыми обеспечивает необходимую эффективность учебно-воспитательного процесса;
• Упорядоченная совокупность действий, операций, процедур, инструментально обеспечивающих прогнозируемый и диагностируемый результат в изменяющихся условиях образовательного процесса (государственный стандарт высшего профессионального образования).
• Совокупность форм, методов, приёмов и средств передачи социального опыта, а также техническое оснащение этого процесса.
• Совокупность способов организации учебно-познавательного процесса или последовательность определённых действий, операций, связанных с конкретной деятельностью учителя и направленных на достижение поставленных целей (технологическая цепочка).
• Совокупность способов организации учебно-познавательного процесса или последовательность определённых действий, операций, связанных с конкретной деятельностью учителя и направленных на достижение поставленных целей (технологическая цепочка).

Правильная организация учебного процесса находится в прямой зависимости от подготовленности каждого ученика к обучению химией, от уровня его обучаемости. Как правило, учащиеся неодинаково подготовлены к эффективному обучению, и прежде всего к усвоению нового материала, их индивидуальные различия четко проявляются по следующим показателям.

• Обучаемости, т.е. умственным способностям (в том числе креативности), а также специальным способностям;
• Учебным умениям;
• Обученности, которая состоит как из программных, так и внепрограммных знаний и умений;
• Познавательным интересам.

Функционирование школ и классов с уровневой дифференциацией возможно при делении ученических потоков на подвижные и относительно гомогенные по составу группы, каждая из которых овладевает программным материалом на разных уровнях: первый уровень – минимальный (в соответствии с минимумом содержания образования), второй – базовый, третий – вариативный (творческий). В процессе обучения состав групп может меняться, но перед учителем постоянно будет стоять задача организовать обучение так, чтобы каждый учащийся на конкретном этапе максимально реализовывал свои интеллектуальные возможности. При этом должен четко сохраняться принцип доступности.

Таким образом, учитель химии в первую группу объединяет учащихся, которые различают и запоминают содержание учебного материала и могут воспроизвести его в объеме стандартных требований к его усвоению. Однако они не владеют простейшими навыками анализа, не умеют строить «химическую» схему рассуждений, не могут логически связать строение веществ с его химическими и физическими свойствами. Поставленная перед классом задача для этой группы учащихся оказывается невыполнимой, так как и содержание ее, и средства выполнения представляются недоступными. Доступность может рассматриваться учителем как один из основополагающих принципов, но она должна опираться в каждый момент обучения на максимально высокий уровень, заставляющий, включать в поиск решения поставленной познавательной задачи весь запас знаний (пусть небольшой), все интеллектуальные возможности (пусть ограниченные).

Во вторую группу объединяются учащиеся с репродуктивным характером мышления и действий при решении той же химической задачи. Они запоминают учебный материал, понимают его и умеют использовать в знакомой учебной ситуации. Главный метод их работы – опора на прошлый опыт; ясно просматривается желание перенести его в качестве шаблона на новую ситуацию. Эту группу отличают организованность и целенаправленность интеллектуальной деятельности, более развитие умения проводить анализ и синтез, но сравнительно слабое владение методами химии.

В третью группу входят учащиеся, характеризующиеся в определенной мере творческим подходом к решению поставленной познавательной задачи. Они понимают учебный материал, умеют его воспроизводить, использовать в знакомой и измененной учебной ситуации и выполнять самостоятельные работы творческого характера. Их объединяют высокая степень активности и многогранность вариантов усвоения и воспроизведения, поиск наиболее рациональных приемов решения для химической задачи данного типа. Особое место у них занимает углубленный анализ содержания задачи, ее внутренней логики. Учащиеся этой группы способны воспринимать материал и шире, и глубже по сравнению с учащимися первой и второй групп.

Проводя деление класса на три условные динамические группы, учитель исходит из качества работы каждого обучаемого, наблюдения за ним, т.е. выводит определенную зависимость возможностей данного учащегося от конкретного объема и глубины рассмотрения изучаемого материала.

На первых шести восьми уроках нецелесообразно предлагать учащихся дифференцированные задания. В течение трех недель учитель, работая с классом, получит данные об индивидуальных отличиях учащихся, позволяющие поделить класс на условные динамические группы. Чтобы выводы учителя о подготовленности обучаемых максимально отражали действительные уровни их учебных возможностей, кроме непосредственного наблюдения за их работой полезно проводить ежеурочные проверочно-тренировочные работы. Пять-шесть таких работ дадут основания для деления класса на группы.

Для дополнительной проверки выводов об учебных возможностях учащихся учитель предлагает работу, содержащую задания разной степени трудности. Вариант выбирают сами учащиеся, но они должны знать, что отметку «5» можно получить, выполнив вариант 111, «4» – вариант 11, «3» – вариант 1. При проведении работы по самодифференцированию необходимо иметь в виду стремление ряда учащихся выбрать работу попроще или неуверенность некоторых из них в своих силах, а также завышение некоторыми учениками своих возможностей. При сопоставлении предварительных выводов и результатов работы учитель получит более объективную картину подготовленности класса.

На основе такого анализа дальнейшее обучение химии проводят с постоянным учетом обучаемости учащихся. При этом дифференциация обучения может проводиться как при объяснении нового материала, так и при его закреплении, совершенствовании и проверке знаний.

Результативность уроков химии зависит от разумного сочетания в них фронтальной, групповой и индивидуальной работы. Для организации учебных занятий необходимо использовать дидактические материалы, направленные на дифференциацию обучения по характеру индивидуально-психологических особенностей обучаемых и учитывающие различные уровни развития способностей к обучению, неодинаковую подготовленность к восприятию и воспроизведению знаний.

Самостоятельное составление дифференцированных заданий предполагает четкое представление учителя о критерии, на основании которого можно обоснованно отнести задание к той или иной группе сложности. Один из таких способов дифференциации заданий – конструирование их содержания на основе анализа общей структуры составляемой задачи: от условия и способа решения до определения результата. Такие задания относятся к разряду наименее трудных. Если задача сформулирована, но способ ее решения неизвестен, то это задание относится к уровню средней трудности. И наконец, наиболее трудное задание, предполагающее продуктивную деятельность учащихся, представляет собой модель такой практической ситуации, когда ученик должен увидеть и самостоятельно сформулировать задачу, сконструировать способ ее решения, получить и оценить результаты своего решения.

Учителя постоянно сталкиваются с тем, что слабоуспевающих учащихся крайне трудно включить во фронтальную беседу или самостоятельную работу либо активное объяснение, так как они не имеют необходимых конкретных знаний. В этих случаях урока применяют карточки-информаторы, содержащие необходимый материал в сжатом, конспективном виде. Заменить ее учебником оказывается либо нерационально, либо просто невозможно, так как необходимые сведения содержатся в нескольких параграфах и требуют дополнительного обобщения.

При изучении нового материала полезно, выполняя лабораторную работу, также использовать карточки-задания, содержащие теоретические сведения, необходимые для осмысленного наблюдения и объяснения происходящего опыта.

Организуя самостоятельную деятельность учащихся по закреплению и совершенствованию полученных знаний и умений, важно предусмотреть, чтобы в процессе работы учащиеся узнавали что-то новое, например новый прием использования знаний, или познакомились бы со способом составления таблиц, схем для систематизации изученного, установили бы связь нового материала с рассмотренным ранее. Добиться высокой познавательной активности учащихся на таких уроках можно разными способами. Наиболее эффективно проходят уроки закрепления и систематизации знаний, на которых учитель организует самостоятельную работу с помощью исследовательских заданий.

Контроль при индивидуально-групповой организации обучения может быть осуществлен разными способами. Прежде всего это задания разной степени трудности, в ходе выполнения которых учащийся сам выбирает посильный для себя вариант.

Например, с целью контроля усвоения понятия «качественная реакция» и знаний о конкретных качественных реакциях на сульфат– и хлорид-ионы можно предложить решение экспериментальной задачи.

Первый вариант (наименее трудный) предусматривает выполнение учащимися опытов, продемонстрированных учителем на предыдущем занятии, и запись известных учащимся уравнений реакций: «Проведите качественные реакции на сульфат– и хлорид-ионы, используя растворы солей цинка .Напишите уравнение проведенных реакций в ионном виде».

Таким образом, выполнение этого варианта задания предполагает деятельность учащихся по образцу.

Вариант задания средней трудности не содержит готового способа решения, учащиеся должны самостоятельно наметить последовательность практических действий, выполнить работу и оформить результаты в виде записи соответствующих уравнений реакций: «Как практически различить растворы хлорида цинка и сульфата цинка? Напишите уравнения реакций, которые необходимо осуществить. Объясните, почему вы выбрали именно эти реакции».

Наиболее трудный вариант данного задания сформулирован следующим образом: «В лаборатории обнаружены четыре склянки с бесцветными растворами без этикеток. Однако известно, что это растворы соляной и серной кислот и их солей. Составьте план распознавания веществ и осуществите это практически».Решение этого варианта требует учащихся преобразования условия задачи в конкретный план распознавания веществ, причем последовательность практических действий может быть различной.

Этот способ организации дифференцированного контроля осложняется неумением учащихся правильно выбрать вариант задания, оценив свои силы.

Наиболее эффективными при контроле знаний будут задания другого трипа, когда дифференцированно само содержание предметного материала, т.е. не задания разделены на группы, а в каждом задании имеются элементы постепенного усложнения. Первые два вопроса задания носят облегченный характер. Они предполагают воспроизведение имеющихся у учащихся знаний и умений или выполнение имеющихся у учащихся знаний и умений или выполнение упражнений по установленному образцу. Эта часть задания должна быть посильна каждому ученику. Учащиеся, правильно ответивший на эти вопросы-задания, может получить лишь удовлетворительную оценку. Третий вопрос требует переноса знаний в новые, более сложные условия, установления новых связей, умений привести свой пример. Выполнение третьего задания обеспечивает ученику более высокую оценку – «хорошо».Четвертый вопрос требует проявления творческой инициативы, достаточно глубокого знания химии в объеме не только контролируемой темы: За правильное его выполнение учащиеся получает оценку «отлично». В задание может быть включен и пятый (дополнительный) вопрос, оцениваемый отдельно. В исключительных случаях его выполнение может быть перенесено во внеурочное время. Это может быть вызвано необходимостью работы с литературными источниками, изучения схем приборов по чертежам, монтирования приборов, постановки длительного эксперимента. Учащийся, выполняющий такое задание вне урока, а оно расценивается как самостоятельное дополнительное, может получить еще одну отметку.

Основные условия эффективного осуществления дифференцированного обучения

1. Требования к учащимся при дифференцированном обучения не должны быть занижены.

Задания важно составлять так, чтобы даже для самых слабоуспевающих учащихся они соответствовали минимуму содержания образования, а для более подготовленных учащихся углубляли бы программные знания. Основной принцип дифференциации-дифференциация помощи учащимся со стороны учителей без существенного снижения сложности содержания.

2. Обязательное условие организации дифференцированного обучения – знание учителем уровня обученности и развития познавательных умений учащихся, их индивидуально-типологических особенностей. Методика разделения учащихся на разноуровневые группы предполагает подвижность этих групп и смену их состава.

3.Эффективность дифференцированного обучения зависит от целесообразного сочетания групповой, фронтальной и индивидуальной форм организации учебно-воспитательных целей урока, специфики содержания учебного материала и уровня их обученности.

4.Условия реализации дифференцированного обучения: достаточный набор дидактических материалов (задания, инструкции и т.п.) систематический контроль учителя и оценка им учебного труда учащихся; сознательное обучение учащихся приемам познавательной деятельности.

Формирование познавательного интереса учащихся имеет принципиальное значение для осознанного усвоения курса химии. С этой целью учителя и методисты разрабатывают новые подходы к совершенствованию методики преподавания и изыскивают новые резервы интенсификации работы с учащимися. В виде такого резерва рассматривается проблемное обучение, направленное на формирование поисковой, творческой деятельности учащихся.

Проблемному обучению посвящено огромное число исследований. В то же время на многие вопросы все еще нет однозначного ответа, а само проблемное обучение, столь значимое сегодня, до сих пор не заняло должного места в практике преподавания в массовой школе.Безусловно, ряд вопросов школьной программы по химии учащимися будет достаточно сложно усвоить без организации их высокоэффективной репродуктивной деятельности (усвоение химической символики, отработка умений написания химических уравнений и др.). Однако сегодня ведущий в обучении должна стать не репродуктивная, а проблемная ориентация, предполагающая организацию самостоятельной поисковой деятельности учащихся по добыванию ими новых знаний и способов действий. Лишь в этом случае возможно овладение ими навыками творческой деятельности и элементами творческого мышления.

Проблемное обучение – это целостный тип обучения, в основе которого лежит особый вид взаимодействия учителя и учащихся, характеризующийся систематической учебно-познавательной деятельностью по усвоению новых знаний и способов действий путем решения учебных проблем. В рамках проблемного обучения осуществляется переориентация учебного процесса на мышление. Проблемное обучение как самостоятельный тип обучения характеризуется следующими отличительными особенностями:

• проблемное обучение – ядро развивающего обучения, ориентированное на формирование диалектического стиля мышления учащихся на основе творческого подхода к познанию окружающего мира;
• ведущий вид деятельности в проблемном обучении – самостоятельная проблемно-поисковая деятельность учащихся, которая занимает основную часть времени урока;
• проблемное обучение наиболее адекватно научному познанию, а значит, только в нем учебный процесс характеризуется специфической для познания химии научно-исследовательской деятельностью учащихся (единство теоретических и экспериментальных методов познания, символико-графическое моделирование, экспериментальная основа создания и разрешения проблемных ситуаций и др.);
• проблемное обучение делает изложение более доказательным и способствует превращению знаний в убеждения;
• проблемное обучение более эмоционально и ведет к повышению интереса к предмету при обязательном условии целенаправленного формирования эмоционально-мотивационной сферы деятельности учащихся;
• проблемное обучение характеризуется динамичностью учебного процесса, т.е. подвижной взаимосвязью всех его структурных элементов.

Пусковой механизм проблемного обучения – проблемная ситуация. Она составляет особый вид взаимодействия обучающего и обучаемого. Проблемная ситуация проявляется у учащихся прежде всего в возникновении определенного психического состояния интеллектуального затруднения, сопровождающее ситуацию затруднения

• проблемной ситуации – наличие некоторой степени рассогласования между усвоенными и усваиваемыми знаниями, которое определяется творческими возможностями и уровнем развития субъекта.

Однако, чтобы успешно применять проблемные ситуации в реальном учебном процессе, необходимо уяснить их психологическую структуру, классификацию, условия возникновения и способы создания на уроке.

Каждая учебная проблема может быть выражена в виде вопроса или задачи, но не каждый вопрос или задача могут быть отнесены к проблемным. Если вопрос требует репродуктивного ответа, он не может считаться проблемным. Непроблемными будут и расчетные задачи, имеющие все данные для своего решения, требующие проведения только вычислений по химической формуле или уравнению химической реакции. Нельзя отнести к проблемным и экспериментальные задачи, в которых предусматривается проведение исследования на основе известных условий и методов работы и подтверждения установленных теоретических положений. Так, задачу, требующую определить, в каких пробирках находятся вода, раствор кислоты и раствор щелочи, нельзя считать проблемной, поскольку учащиеся, решая ее, пользуются известными им способами и заранее знают, какой результат получится; новых знаний и умений при решении такой задачи они не приобретают.

Задача или вопрос могут считаться проблемными тогда, когда они содержат определенные противоречивые данные, требующие размышлений и поисков, обобщения или аналогий, вызывают познавательный интерес. Приведем пример проблемного вопроса: «Как объяснить, что элементы одной подгруппы – углерод и кремний – образуют высшие оксиды, резко отличающиеся друг от друга по своим физическим свойствам?»

В качестве конкретной формы предъявления учащимся учебных проблем могут выступать также упражнения, комбинированные задания, задания творческого характера и многие другие. Система усложняющихся проблемных заданий разного вида – это основное средство управления учителем учебно-познавательной деятельностью учащихся в условиях проблемного обучения

Характер и структура учебно-познавательной деятельности учащихся в условиях проблемной ситуации, а также последовательность их умственной деятельности в процессе решения учебной проблемы обусловливают выделение ряда этапов организации проблемного обучения в школе:

• подготовка к восприятию проблемы актуализация знаний, необходимых для того, чтобы учащиеся могли решить проблему);
• создание проблемной ситуации (самый ответственный и сложный этап, характеризующийся тем, учащиеся не могут выполнить поставленную перед ними задачу с помощью имеющихся у них знаний);
• формулирование проблемы (итог возникшей проблемной ситуации; это познавательная задача, которую ставят учитель или сами учащиеся и которая указывает, куда ученики должны направить свои усилия);
• поиск способов решения проблемы (состоит из двух ступеней: выдвижения гипотез и построения плана решения для проверки каждой гипотезы);
• решение проблемы (подтверждение или опровержение гипотезы, доказательство, если возможно, на практике правильности избранного решения);
• творческое применение усвоенных знаний и способов действий (использование их в новых ситуациях); рефлексия собственной деятельности и самооценка достигнутых результатов.

Основной формой организации учебного процесса в современной школе продолжает оставаться урок. Проблемным считается такой урок, на котором учитель преднамеренно и систематически создает проблемные ситуации и организует поисковую деятельность учащихся по самостоятельной постановке учебных проблем и их решению (высший уровень проблемности) или сам ставит проблемы и решает их, показывая учащимся логику движения мысли в условиях проблемной ситуации (низший уровень проблемности). В качестве основного признак, на основе которого урок считают проблемным, в дидактике был выделен его синтетический характер. Сущность синтетического урока заключается в том, что повторение пройденного материала, как правило, сливается с введением нового. Иначе говоря, в структуре проблемного урока нельзя четко выделить такие элементы, как повторение изученного, объяснение и закрепление нового материала, которые четко прослеживаются в рамках традиционного урока.

При проблемном обучении существенно меняется роль учителя в учебном процессе. Он осмысленно идет на творческое сотрудничество с учащимися при выполнении учебных задач, что предполагает совместное обсуждение различных подходов к решению, борьбу мнений, столкновение точек зрения. При этом меняется методика ведения урока учителем, которому необходимо уметь организовывать дискуссию и управлять ею.

Часто, приступая к осмыслению учащимися процедуры умственной деятельности, учитель вслух анализирует собственную мыслительную деятельность, рассказывает, как он осуществлял поиск решения, строил ход рассуждений, какие пути и подходы к решению казались ему успешными, почему отказался от одних и предпочел другие, как находил выходы из тупиковых ситуаций. Это имеет большое обучающее значение. Учащиеся постепенно приобщаются к методу поиска и нахождения неизвестного, учатся ориентироваться не столько на результат, сколько на анализ процесса его достижения.

В ходе такой работы у учащихся возникает потребность аргументировано, обоснованно излагать свое мнение, без чего знания не могут перейти в убеждения, стать подлинно своими. При этом учитель и учащиеся становятся относительно равноправными участниками совместной учебной деятельности.

Важная положительная сторона проблемного обучения – его развивающийся характер. Однако при использовании проблемного подхода надо помнить, что только тогда можно говорить о развитии мышления, когда проблемные ситуации используются регулярно, в системе. Осуществление проблемного обучения требует довольно много времени и подготовки.

1. Кузнецов Н.Е., Шаталов М.А., Эстрин Э.Р. Проблемное обучение химии: Учебное пособие для студентов педагогических вузов – Киров, 1998.
2. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. – М.: Владос, 2000.
3. Гольдин И.И. Проблемное обучение в профессионально-технических училищах. – М.: Высшая школа, 1979.
4. Зайцев О.С. Методика обучения химии. – М.: Владос, 1999.
5. Кириллова Г.Д. Особенности урока в условиях проблемного обучения. – Л., 1992.
6. Кузнецова Н.Е. Формирование систем понятий при обучении химии. – М.; Просвещение, 1989.
7. Лернер И.Я. Проблемное обучение – М., 1974.
8. Максимова В.Н. Проблемный подход в обучении в школе. – Л., 1993.
9. Маткин В.В. Межпредметные проблемные познавательные задачи как средство формирования интереса к творческой деятельности у школьников. – М., 1976.
10. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе. – М., просвещение, 1977.
11. Общая методика обучения химии / Под ред.Л.А. Цветкова. – М., просвещение, 1981.
12. Халиуллин Р.И. Система дифференцированных заданий на проблемных уроках по химии // Химия в школе. – 1973. – № 5. – С.35.