лекция. 1 дисциплина. Лекция Теоретическая основа методики обучения Понятие методики обучения. Знания и умения преподавателя химии
 Скачать 87.53 Kb.
|
3.3 Проблемное обучение химииЧто же такое «проблема» и «проблемная ситуация»? Проблема ( от греч. – задача) – «сложный вопрос, задача, требующая решения» (С.И. Ожегов). Проблема может быть научной и учебной. Учебной проблемой является вопрос или задание, способ решения или результат которого ученику заранее неизвестен, но ученик обладает определёнными знаниями и умениями, для того, чтобы осуществить поиск этого результата или способа выполнения задания. Вопрос, на который ученик заранее знает ответ, не является проблемой. Проблемную ситуацию психологи определяют как психическое состояние личности, при котором возникает познавательная потребность в результате каких – либо противоречий. Создание проблемной ситуации возможно при изучении почти любой учебной темы, на всех этапах процесса обучения. Для того, чтобы отыскать учебную проблему, необходимо проанализировать содержание, т.е. выделить элементы содержания и связи между ними. Для построения процесса проблемного обучения требуется создание соответствующих проблемных ситуаций, из которых наиболее характерными являются следующие: Первый тип. Проблемные ситуации чаще всего возникают тогда, когда обучающиеся сталкиваются с необходимостью использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях. При этом обучающиеся часто сталкиваются с фактом недостаточности знаний, умений и навыков для решения практической задачи. Осознание этого факта учащимися возбуждает познавательный интерес и стимулирует поиск новых знаний. Второй тип. Проблемная ситуация легко возникает в том случае, если имеется противоречие между теоретически возможным путём решения задачи и практической неосуществимостью избранного способа. Третий тип. Проблемная ситуация возникает тогда, когда имеется противоречие между практически достигнутым результатом выполнения учебного задания и отсутствием у учащихся знаний для его теоретического обоснования. Четвёртый тип следует считать самым распространённым. Проблемные ситуации возникают, если учащиеся не знают способа решения поставленной задачи, т.е. в случае осознания учащимися недостаточности прежних знаний для объяснения нового факта. Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении, закреплении, контроле.Оптимально – это сочетание традиционного изложения с включением проблемных ситуаций. Проблемное обучение – это тип развивающего обучения, в котором сочетаются: • систематическая самостоятельная поисковая деятельность обучающихся с усвоением ими готовых выводов науки (при этом система методов построена с учетом целеполагания и принципа проблемности); • процесс взаимодействия преподавания и учения ориентирован на формирование познавательной самостоятельности обучающихся, устойчивости мотивов учения и мыслительных (включая и творческие) способностей в ходе усвоения ими научных понятий и способов деятельности. Цель проблемного обучения – усвоение не только результатов научного познания, системы знаний, но и самого пути, процесса получения этих результатов, формирование познавательной самостоятельности обучающегося и развитие его творческих способностей. Выделяется шесть умений и навыков, необходимых для решения познавательных проблем. Обучающийся должен владеть навыками: а) аналитических рассуждений; б) рассуждений по аналогии; в) комбинаторных рассуждений; г) различать факты и мнения; д) различать и соотносить причины и следствия; е) логично излагать свое решение. Основополагающее понятие проблемного обучения – проблемная ситуация. Это такая ситуация, при которой субъекту необходимо решить какие-то трудные для себя задачи, но ему не хватает данных и он должен сам их искать. Условия возникновения проблемной ситуации • Проблемная ситуации возникает в случае осознания обучающимися недостаточности прежних знаний для объяснения нового факта. Например, при изучении гидролиза солей основанием для создания проблемной ситуации может послужить исследование среды раствора различного типа солей с помощью индикаторов. • Проблемные ситуации возникают при столкновении обучающихся с необходимостью использовать ранее усвоенные знания в новых практических условиях. Например, известная обучающимися качественная реакция на наличие двойной связи в молекулах алкенов и диенов оказывается эффективной и для определения тройной связи в алкинах. • Проблемная ситуация легко возникает в том случае, если имеется противоречие между теоретически возможным путем решения задачи и практической неосуществимостью избранного способа. Например, сформированное у обучающихся обобщенное представление о качественном определении галогенид-ионов с помощью нитрата серебра не соблюдается при действии этого реактива на фторид-ионы (почему?), поэтому поиск решения возникшей проблемы приводит к растворимым солям кальция в качестве реактива на фторид-ион. • Проблемная ситуация возникает тогда, когда имеется противоречие между практически достигнутым результатом выполнения учебного задания и отсутствием у обучающихся знаний для его теоретического обоснования. Например, известное обучающимся из математики правило «от перемены мест слагаемых сумма не изменяется» не соблюдается в некоторых случаях в химии. Так, получение гидроксида алюминия согласно ионному уравнению Al3+ + 3OH– = Al(OH)3 зависит от того, какой реактив приливается к избытку другого реактива. В случае добавления нескольких капель щелочи к раствору соли алюминия осадок образуется и сохраняется. Если несколько капель раствора соли алюминия добавить к избытку щелочи, то образующийся вначале осадок сразу же растворяется. Почему? Решение возникшей проблемы позволит перейти к рассмотрению амфотерности. Д.З.Кнебельман называет следующие особенности проблемных задач, вопросов. • Задача должна вызывать интерес своей необычностью, неожиданностью, нестандартностью. Информация особенно привлекает учащихся, если она содержит противоречивость, хотя бы кажущуюся. Проблемное задание должно вызвать удивление, создать эмоциональный фон. Например, решение проблемы, которая объясняет двойственное положение водорода в периодической системе (почему у этого единственного элемента в периодической системе – две клеточки в двух резко противоположных по свойствам группах элементов – щелочных металлов и галогенов?). • Проблемные задачи обязательно должны содержать посильное познавательное или техническое затруднение. Казалось бы, видно решение, но «мешает» досадное затруднение, что неизбежно вызывает всплеск мыслительной активности. Например, изготовление шаростержневых или масштабных моделей молекул веществ, отражающих истинное положение их атомов в пространстве. • Проблемное задание предусматривает элементы исследования, поиск различных способов его выполнения, их сравнение. Например, исследование различных факторов, ускоряющих или замедляющих коррозию металлов. Приведем несколько примеров проблемной ситуации: 1. Демонстрация или сообщение некоторых фактов, которые обучающимся неизвестны и требуют для объяснения дополнительной информации. Они побуждают к поиску новых знаний. Например, учитель демонстрирует аллотропные видоизменения элементов и требует объяснить, почему они возможны. 2. Использование противоречия между имеющимися знаниями и изучаемыми фактами, когда на основании известных знаний обучающиеся высказывают неправильные суждения. Например, преподаватель задаёт вопрос: может ли при пропускании оксида углерода (IV) через известковую воду получиться прозрачный раствор? Обучающиеся на основании предшествующего опыта отвечают отрицательно, а педагог показывает опыт с образованием гидрокарбоната кальция. 3. Объяснение фактов на основании известной теории. Например, почему при электролизе раствора сульфата натрия на катоде выделяется водород, а на аноде кислород? Обучающиеся должны ответить на вопрос, пользуясь справочными таблицами: рядом напряжений металлов, рядом анионов, расположенных в порядке убывания способности к окислению, и сведениями об окислительно-восстановительной сущности электролиза. 4. С помощью неизвестной теории строится гипотеза и затем проверяется практикой. Например, будет ли уксусная кислота как органическая кислота проявлять общие свойства кислот? Обучающиеся высказывают предположения, педпгог ставит эксперимент, а затем даётся теоретическое объяснение. 5. Нахождение рационального пути решения, когда заданы условия и дана конечная цель. Например, педпгог предлагает экспериментальную задачу: даны три пробирки с веществами. Определить эти вещества наиболее коротким путём, с наименьшим числом проб. 6. Нахождение самостоятельного решения при заданных условиях. Это уже творческая задача, для решения которой недостаточно урока. Нужно дать обучающимся возможность подумать дома, использовать дополнительную литературу. 7. Принцип историзма также создаёт условия для проблемного обучения. Например, поиск путей систематизации химических элементов, приведший, в конечном счёте, Д.И.Менделеева к открытию периодического закона. Многочисленные проблемы, связанные с объяснением взаимного влияния атомов в молекулах органических веществ на основе электронного строения, также являются отражением вопросов, возникших в истории развития органической химии. Не обязательно, чтобы на уроке использовались все этапы проблемного обучения. При реализации проблемного обучения педагог строит взаимоотношения с классом так, чтобы обучающиеся могли проявлять инициативу, высказывать предположения, даже неправильные, но их во время дискуссии опровергнут другие участники. Таким образом, этап создания на уроке проблемной ситуации требует от педагога большого мастерства. Обучающийся ставится в позицию субъекта обучения и, как результат, у него образуются новые знания. Один из известных философов как-то заметил, что образование – это то, что остается в сознании ученика, когда все выученное забыто. Что должно остаться в голове обучающегося, когда забыты законы физики, химии, теоремы геометрии и правила биологии? Совершенно верно – творческие умения, необходимые для самостоятельной познавательной и практической деятельности, и убеждение в том, что любая деятельность должна отвечать моральным нормам. Логика решения учебной проблемы: 1) анализ проблемной ситуации; 2) осознание сущности затруднения – видение проблемы; 3) словесная формулировка проблемы; 4) локализация (ограничение) неизвестного; 5) определение возможных условий для успешного решения; 6) составление плана решения проблемы (план обязательно включает в себя выбор вариантов решения); 7) выдвижение предположения и обоснование гипотезы (возникает в результате «мысленного забегания вперед»); 8) доказательство гипотезы (осуществляется путем выведения из гипотезы следствий, которые проверяются); 9) проверка решения проблемы (сопоставление цели, требования задачи и полученного результата, соответствие теоретических выводов практике); 10) повторение и анализ процесса решения. При проблемном обучении не исключается объяснение педагога и выполнение обучающимися задач и заданий, требующих репродуктивной деятельности. Но принцип поисковой деятельности доминирует. Обучающиеся следят за логикой решения, контролируют правдоподобность предложенных гипотез, корректность выводов, убедительность доказательств. Непосредственный результат проблемного изложения – усвоение способа и логики решения данной проблемы или данного типа проблем, но еще без умения применять их самостоятельно. Поэтому для проблемного изложения учителем могут быть отобраны проблемы более сложные, чем те, которые посильны самостоятельному решению учащихся. Например, решение проблемы двойственного положения водорода в периодической системе, выявление философских основ общности периодического закона Д.И.Менделеева и теории строения А.М.Бутлерова, доказательств относительности истины на типологии химических связей, теории кислот и оснований. 3.4 Частично-поисковый, или эвристический, метод Метод, при котором педагог организует участие обучающихся в выполнении отдельных этапов решения проблем, назван частично-поисковым. Эвристическая беседа – это взаимосвязанная серия вопросов, большая или меньшая часть которых является небольшими проблемами, в совокупности ведущими к решению поставленной педагогом проблемы. Для постепенного приближения обучающихся к самостоятельному решению проблем их необходимо предварительно учить выполнению отдельных шагов этого решения, отдельных этапов исследования, которые определяет педагог. Эвристический метод нужен на всех ступенях обучения, когда при решении задачи встречаются какие-либо затруднения, когда приступают к изучению нового типа задач. Поэтому на протяжении всего обучения он сопровождает исследовательский метод, выполняя функцию сохранения проблемности. Таким образом, специфической функцией частично-поискового метода является пооперационное, или поэлементное, обучение чертам и процедурам творческой деятельности. Концептуальные положения эвристической технологии: 1) формирование новых знаний происходит на основе эвристической беседы и должно сочетаться с самостоятельной работой обучающихся (участие в эвристической беседе - задавание учащимися встречных, проблемных вопросов, ответы на вопросы, решение познавательных задач); 2) педпгог преднамеренно создает проблемные ситуации, обучающиеся должны их анализировать и ставить проблемы, выдвигать и доказывать гипотезы, делать выводы; получать решения и доказывать их достоверность; 3) оценка ставится за умение применять ранее полученные знания в новых условиях, за умение выдвигать и обосновывать гипотезы, доказывать их, за овладение обобщенными способами деятельности. П.Ф. Каптерев сформулировал следующие правила эвристического метода: 1) как скоро известная научная истина найдена, ее нужно сейчас же вовлекать в строгую и стройную формулу. В противном случае обучающиеся будут понимать ее, но не будут в состоянии выразить ее полно и вместе сжато, связно и определенно, вследствие чего они не будут полными владетелями ее в каждый данный момент; 2) не нужно быть педантом в проведении эвристической формы обучения, но нужно все, каждую мелочь, каждый пустяк, каждую третьестепенную вводную мысль непременно вывести, открыть По определению Л.С. Рубинштейна, «творчество - деятельность человека, созидающая новые материальные и духовные ценности, обладающие общественной значимостью» . Для учебного творчества признается возможность субъективной новизны созданных учащимся материальных и духовных ценностей и их значимость для одного ученика или группы. В обучении химии можно выделить два подхода к творчеству: – результативный подход, связанный с конструированием приборов и моделей, а также с получением новых для обучающихся веществ, в связи с чем получило распространение понятие «творческие способности»; – внедрение в учебный процесс развивающего обучения, связанного с понятием «творческого развития», под которым понимают развитие творческой результативности, внимания, памяти, логического мышления. Например, при изучении циклоалканов педагог создает проблемную ситуацию: чем объяснить, что вещество состава С5Н10, которое должно быть непредельным и, следовательно, обесцвечивать раствор бромной воды, на практике не обесцвечивает его? Обучающиеся высказывают предположение, что, по всей видимости, это вещество – предельный углеводород. Но у предельных углеводородов в составе молекулы должно быть на 2 атома водорода больше. Следовательно, этот углеводород должен иметь отличное от алканов строение. Обучающимся предлагается вывести структурную формулу необычного углеводорода. Сформулируем проблемные вопросы, которые создают соответствующие ситуации при изучении периодического закона Д.И.Менделеева в старших классах средней школы, инициируют эвристические беседы. 1) Все ученые, которые занимались поисками естественной классификации элементов, отталкивались от одних и тех же предпосылок. Почему же только Д.И.Менделееву «покорился» периодический закон? 2) В 1906 г. Нобелевский комитет рассматривал две кандидатуры на соискание Нобелевской премии: Анри Муассана («За какие заслуги?» – задает дополнительный вопрос учитель) и Д.И.Менделеева. Кому была вручена Нобелевская премия? Почему? 3) В 1882 г. Лондонское королевское общество присудило Д.И.Менделееву медаль Деви «за открытие периодических отношений атомных весов», а в 1887 г. оно вручает такую же медаль Д.Ньюлендсу «за открытие периодического закона». Чем объяснить такую нелогичность? 4) Философы называют открытие Менделеева «научным подвигом». Подвиг – это смертельный риск во имя великой цели. Как и чем рисковал Менделеев? Существуют всевозможные приемы развития мышления обучающихся и контроля оценки уровня сформированности основных мыслительных операций. Для этого применяются задания следующих типов: 1) классификация, то есть распределение данного набора объектов – формул, слов, свойств, символов – на группы, а также обоснование данного распределения; 2) исключение «лишнего» из предложенного набора объектов; задания типа «Исправьте ошибки, допущенные в записи уравнений реакций…»; 3) установление сходства и формулировка общего определения объектов на основе их сходства; 4) конкретизация понятия, при котором требуется выбрать из общего списка те объекты, которые включают существенные признаки данного понятия; 5) поиск закономерности, задания типа «Продолжите ряд…», «Расположите в правильной последовательности…»; 6) установление аналогии, подобия в отношениях между объектами; 7) логическое заключение, требующее определить истинность или ложность суждения, полученного на основе нескольких признаков. Таким образом, эвристический метод направлен на формирование творческих способностей обучающихся, на создание ситуаций, в которых возможна творческая самореализация. Эвристическая технология не отрицает необходимости “передачи" обучающимся информационного материала, его усвоения и закрепления, всего того, что свойственно традиционному обучению. Меняется лишь роль “передаваемого” материала. Он транслируется не столько для запоминания и усвоения, сколько для того, чтобы ученики использовали его в качестве условий или среды для создания собственного творческого продукта. |