Модель организации учебного процесса "ОБУЧЕНИЕ через ОТКРЫТИЕ" Не мыслям надобно учить, а учить мыслить. Э. Кант Использование методов проблемного обучения на уроках химии Работу выполнила: учитель химии МБОУ сш № 19 с углубленным изучением отдельных предметов г. Заволжья Хрипунова Татьяна Вадимовна Актуальность проблемного обучения • Высокие результаты обучения не могут быть достигнуты без активной познавательной деятельности самих учащихся, без сосредоточения их внимания на изучаемом предмете, без желания познать неизвестное • Мышление учащегося начинается с вопроса, требующего разрешения • Проблемное обучение предполагает последовательное и целенаправленное выдвижение перед учащимися познавательных задач, разрешая которые они под руководством учителя активно усваивают новые знания История развития представлений о проблемном обучении Постановка проблемных вопросов собеседнику и его затруднение в поисках ответов на них были характерны для дискуссий Сократа, этот же прием был известен в пифагорийской школе. История развития представлений о проблемном обучении • Идею активного обучения развивали педагоги и философы Я.А. Коменский, Ж.Ж. Руссо, И.Г. Песталоцци. • 2 половина 19 в. – Армстронг ввел в преподавание химии эвристический метод, развивающий мыслительные способности учащихся. • В нашей стране идею развивающего обучения впервые выдвинул Л.С. Выготский. Наиболее известной в настоящее время является дидактическая система развивающего обучения Л.В. Занкова Принципы системы: • построение обучения на высоком, но посильном уровне трудности; • изучение материала быстрым темпом, но с учетом доступности; • резкое повышение удельного веса теоретических знаний; • осознание учащимися процесса учения. Система развивающего обучения Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова • направлена на использование резервов интеллектуального развития учащихся • На широком использовании этих методов строится современная теория проблемного обуч ения, разработанная М.И. Махмутовым • Проблемное обучение – тип развивающего обучения, в котором сочетается систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки (М.И. Махмутов) Сущность проблемного обучения • это тип развивающего обучения, в котором сочетаются систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки • система методов построена с учетом целеполагания и принципа проблемности; процесс взаимодействия преподавания и учения ориентирован на формирование познавательной самостоятельности учащихся Способы организации проблемного обучения Проблемное изложение - наиболее уместен, когда учащиеся не обладают достаточным объемом знаний, впервые сталкиваются с тем или иным явлением и не могут установить необходимые ассоциации Поисковая беседа - учащиеся, опираясь на уже известный им материал, под руководством учителя ищут и самостоятельн о находят ответ на поставленный проблемный вопрос Самостоятельная поисковая и исследовательска я деятельность учащихся - высшая форма самостоятельной деятельности, возможна, когда учащиеся обладают достаточными знаниями, необходимыми для построения научных предположений, умением выдвигать гипотезы. Условия осуществления проблемного обучения наличие проблемной ситуации готовность ученика к поиску решения возможность неоднозначного пути решения Приемы осуществления проблемного обучения Создание проблемных ситуаций Формирование учебных гипотез по разрешению проблемных ситуаций Доказательства учебных гипотез Формирование новых учебных выводов и обобщений СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ ПРОБЛЕМНЫХ СИТУАЦИЙ • • • • • • 1.Ситуация неожиданности 2.Ситуация конфликта 3.Ситуация предположения 4.Ситуация опровержения 5.Ситуация несоответствия 6.Ситуация неопределённости Этапы проблемного обучения • Подготовка к восприятию проблемы. Проводится актуализация знаний, которые необходимы для того, чтобы учащиеся могли решить проблему. • Создание проблемной ситуации. Учащийся осознаёт, что не может выполнить поставленную задачу только с помощью имеющихся у него знаний и должен дополнить их новыми знаниями. • Формирование проблемы. Это итог возникшей проблемной ситуации. • Процесс решения проблемы. • Доказательство правильности избранного решения, подтверждение его, если возможно, на практике. Уровни проблемного обучения Уровень Деятельность учителя Ставит проблему, формулирует её и решает её Ставит проблему, формулирует её Деятельность учащегося Запоминает решение проблемы 2 Ставит проблему Формулирует и решает проблему 3 Проводит общую организацию, контроль и руководство. Осознаёт проблему, формулирует и решает её. 0 1 Решает проблему Когда возможно проблемное обучение? • Когда содержание учебного материала направлено на формирование понятий, законов и теорий; • содержание учебного материала не является принципиально новым, а логически продолжает ранее изученное на базе которого, ученики могут сделать самостоятельные шаги в поиске знаний; • содержание доступно для самостоятельных поисков учащихся Методические приёмы создания проблемных ситуаций • Подвести учащихся к противоречию и предложить им самим найти способ его решения • Столкнуть противоречия в практической деятельности. • Изложить различные точки зрения на один и тот же вопрос • Предложить рассмотреть проблему с различных позиций. • Побуждать учащихся делать сравнения, обобщения, выводы из ситуаций, сопоставлять факты. • Ставить конкретные вопросы, направленные на обобщение, обоснование, конкретизацию, логику рассуждения. • Предложить проблемные теоретические и практические задания. • Поставить проблемные задачи (например, с недостаточными, избыточными или заведомо ошибочными данными, с неопределённостью в постановке вопроса, с ограниченным временем решения). Проблемное обучение в химии • ФГОС по химии ориентирует учителя на организацию учебного процесса, в котором ведущая роль отводится самостоятельной познавательной деятельности учащихся. • Технология проблемного обучения способна в полной мере осуществить данные требования. • Курсы неорганической и органической химии, построенные на идеях зависимости свойств веществ от их строения, представляют особенно широкие возможности для использования методов проблемного обучения Проблемный урок • Назначение: приобретение знаний и умений , активизация и развитие мыслительных действий (анализ, синтез, аналогии), развитие креативности (творческого начала), выход на проектную, исследовательскую деятельность. • Базируется на проблемной ситуации. • Методы решения проблемы: исследовательский (индуктивное и дедуктивное исследование), проектирование. • Средства решения проблемы: эксперимент, работа с источниками информации, наблюдение, моделирование. • Формы урока: беседа, лекция, экскурсия, эксперимент, теоретическая работа в группах. Этапы урока • Мотивация, создание проблемной ситуации • Выдвижение гипотез • Исследование (практическое, теоретическое) • Обмен информацией при работе в группах, представление работы; • Обработка информации (выделение значимой информации, подтверждение или опровержение ранее высказанных гипотез); • Подведение итогов урока, рассмотрение иных вариантов решения проблемы, рефлексия; • Домашнее задание. Наиболее оптимально – сочетание традиционного изложения с включением проблемных ситуаций «На ошибках учатся…» • При реализации проблемного обучения учитель строит взаимоотношения с классом так, чтобы учащиеся могли проявлять инициативу, высказывать предположения, даже неправильные, но их во время дискуссии опровергнут другие участники • Из опыта моей работы … 8 класс - «Строение атома» • Почему разные вещества проявляют разные свойства? Вспомним сказку «Три поросёнка» • Первый кое-как сложил домик из травы и листьев. Волк дунул всего раз и домик рухнул. Второй небрежно сплёл домик из веток и прутьев. Волк дунул два раза и домик рухнул. А третий выложил в строгом порядке камни, и его дом волк разрушить не смог, как не старался. • Почему эти домики по - разному отвечали на действия волка? Почему у них разные свойства? • Сбор фактов, выдвижение гипотез, обобщение, вывод: Свойство домов зависят от материала и конструкции, т.е. из чего и как сделаны. Тогда, может быть, и свойства веществ зависят от того, из чего они состоят и как устроены? Закон сохранения массы веществ - 8 класс • Демонстрационный опыт – взвесить исходные вещества в замкнутой системе, провести реакцию, взвесить полученные вещества КОН + CuSO4 → Cu(OH)2↓ + K2SO4 Типы химических реакций – 8 класс • Учащимся предлагаются названия типов реакции и их схемы. Задание – дать определение типам реакций Название реакции Схема реакции Соединение А + В = АВ А + ВС = АВС АВ + СД = АВСД АВ = А + В АВСД = АВ + СД А + ВС = АС + В АВ + СД = АД + СВ Разложение Замещение Обмен Скорость химических реакций • Предлагается провести опыты, по результатам которых сделать вывод: какие факторы и как влияют на скорость химической реакции Использование причинно-следственных связей различных сторон окружающего мира: Строение Способы получения Нахождение в природе Состав Свойства Применени е Генетическая связь между различными классами неорганических соединений Задача. Экспериментально докажите принадлежность оксида фосфора (V) и оксида кальция к определённым группам оксидов. Установите взаимосвязь их состава и свойств с представителями других классов. Решение: Опытным путём учащимися осуществляются реакции: СаО + Н2О = Са(ОН)2 – лакмус меняет цвет на синий, значит, образовалось растворимое основание, следовательно, оксид кальция – основный оксид; Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4 - лакмус меняет цвет на красный, значит, образовалась кислота, следовательно, оксид фосфора(V) – кислотный оксид; при сливании полученных растворов, лакмус принял первоначальный цвет – фиолетовый, значит, при взаимодействии основания и кислоты образуется соль 3Са(ОН)2 + 2Н3РО4 = Са3(РО4)2 + 6Н2О. Анализируя результаты опытов, учащиеся составляют схему, отражающую генетическую связь между различными классами неорганических соединений (под руководством учителя): Задание на соотнесение применения вещества и его свойств • Заполните таблицу (в темах «Алюминий», «Водород» и др.) Применение вещества На каких свойствах вещества основано это применение Заполните пропуски Характеристики Название элемента Знак Порядковый номер Относительная атомная масса Число протонов Число электронов в атоме Количество электронов на внешнем уровне Степень окисления в соединениях Формула оксида и его характер Формула гидроксида и 1 вар. 2 вар. 3 вар. 4 вар. 5 вар. 6 вар. Литий Mg 19 137 55 88 Восстановите потерянные записи • Используется при изучении любой темы на изучение свойств или получения веществ 1 вариант: … + О2 = Li2O … + H2O = Ca(OH)2 + … CuCl2 + … = … + NaCl WO3 + … = MgO + … 2 KCl = … + … 2 вариант Na + … = Na2O Ba + … = … + H2 FeSO4 + … = Fe(OH)2 + … … = СаО + СО2 … + V2O5 = CaO + … Использование загадок на уроке Он Соликамска уроженец И худо будет без него В природе множество растений Без этого не проживет. Собьется с ритма наше сердце Без этого иона - так и знай, А также без него и не надейся Собрать хороший урожай! Он фантастически активен, Горит на воздухе, в воде И фиолетовый красивый При этом излучает свет! • Калий О каком металле идет речь? • В начале 19 века казаки, жившие в Забайкалье, решили переселиться на берега Урова (притока Аргуни) - их привлекли здесь хорошие пахотные земли и неплохой климат. Но вот беда: спустя всего несколько лет многие переселенцы заболели неведомой болезнью, которая скручивала людей, пронизывала болью все тело. Не раз приезжали сюда врачи, но никто из них не смог выяснить причину массового заболевания. А виновником был металл 2 группы. • Стронций Занимательные опыты Опыт № 1. «Ныряющее яйцо» В высокий химический стакан налили 5%-ный раствор соляной кислоты. Затем в раствор опустили неочищенное куриное яйцо. Объясните наблюдаемое явление с точки зрения химии. Занимательные опыты Опыт № 2. «Плавающий картофель» В литровую стеклянную банку до половины налили воды и положили клубень картофеля. Добавили насыщенный раствор хлорида натрия NaCl. Если долить чистой воды, то он снова опустится на дно. Объясните наблюдаемое явление с точки зрения химии. Занимательные опыты Опыт № 3. «Откуда взялся водород и черный осадок?» Кусочек лития поместили в раствор сульфата меди (II). На поверхности раствора соли протекает энергично реакция с выделением газа, который взрывается при поднесении зажженной лучинки. В растворе образуется сначала синий осадок, который сразу же чернеет. Объясните наблюдаемые явления с точки зрения химии. Разрешите проблемы – тема ЩМ, ЩЗМ • Почему некоторые ученые считают, что причиной вымирания динозавров является «мягкая вода»? • Как очистить яйцо от скорлупы, не разбивая его? • Какое молоко не пьют? • Что у большинства народов издавна служило символом постоянства и нерушимой дружбы? Разрешите проблемы • При выполнении штукатурных работ для ускорения затвердевания штукатурки в помещение вносят жаровни с горящими углями. Можно ли заменить эту процедуру прогреванием помещения электрическими нагревателями? • Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О затвердевание штукатурки • С + О2 = СО2 сжигание угля, повышение концентрации СО2 • Электронагреватели дают только тепло и не влияют на состав воздуха Разрешите проблемы • Во многие стиральные порошки добавляют безводный сульфат натрия для сохранения сыпучести. За счет какого процесса эта соль предотвращает слеживаемость порошков? • Сульфат натрия легко образует очень прочный кристаллогидрат состава Na2SO4 ∙ 10 H2O, связывая 10 молекул воды. Поэтому безводный сульфат натрия хорошо поглощает влагу, предотвращая слеживаемость порошков Разрешите проблемы • Две хозяйки готовились к стирке. • Первая подогрела воду до 60 градусов и замочила в ней белье, вторая нагрела воду до кипения, прокипятила ее 5 минут, а затем охладила до 60 градусов и только после этого начала стирку. У кого белье лучше отстирается? • Каким простым опытом это можно доказать и как объяснить? Предъявление противоречивых фактов при изучении темы «Азот» • Факт 1: Азот – инертное вещество, в воздухе содержится почти 78% азота по объему. Лампочки накаливания, в виду его инертности, заполняют азотом • Факт 2: Азот – один из самых электроотрицательных элементов, он занимает третье место по электроотрицательности после кислорода и фтора. Это говорит о его высокой активности • Побуждающий диалог учителя: Что удивило? Какие факты налицо? Какой вопрос возникает? (решением проблемы будет изучение строения молекулы азота, изучение вопроса взаимосвязи строения и свойств вещества) • Почему газ был назван азотом? Почему азот назвали «безжизненным газом? Почему азот - довольно инертный газ? С какими веществами реагирует азот? Как осуществляется круговорот азота в природе? Свойства солей аммония – 9 класс 1. Изучите внешний вид и растворимость солей аммония в воде NH4Cl (1 вариант), (NH4)2SO4 (2 вариант). При обсуждении результатов опытов делается вывод об общих физических свойствах солей аммония. 2. Составьте уравнения диссоциации этих солей. Вывод на основании анализа уравнений диссоциации о схожем механизме с другими солями и возможности проявления общих с ними свойств. 3. Исследуйте, как эти соли относятся к действию щелочей. К растворам солей добавьте 3 - 4 капли раствора гидроксида натрия, встряхните и определите запах. Обсуждение результатов опытов позволяет сделать выводы: об общем признаке протекания реакций между солями аммония и щелочами (появление запаха аммиака); о возможном использовании данной реакции для качественного определения катионов аммония. 4. Составьте молекулярное и ионные уравнения данной реакции. Свойства концентрированной серной кислоты (азотной кислоты) • Урок начать с повторения реакций серной кислоты с металлами, записать и прокомментировать уравнение реакции Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2 записать уравнение реакции Cu + H2SO4 = • Ученики ответят, что 2-я реакция невозможна, так как медь, как восстановитель, слабее водорода. Тогда, показывая недостаточность старых знаний, учитель проводит демонстрационный эксперимент, показывая взаимодействие меди с концентрированной серной кислотой, обращая их внимание на голубой цвет полученного раствора сульфата меди. • Учитель: Что вы утверждали? Какие знания применяли? (осознание проблемы). Что нам неизвестно? Какова будет цель (тема) урока? Проблема и цель урока могут быть сформулированы в виде вопроса: «Когда, при каких условиях серная кислота может реагировать с медью?» Свойства гидроксида алюминия и гидроксида кальция • Соединить в двух пробирках растворы сульфата алюминия и гидроксида натрия по каплям и сразу с избытком щелочи • Попробовать объяснить наблюдаемые явления • Сделать вывод об амфотерности гидроксида алюминия • Учитель задаёт вопрос: может ли при пропускании оксида углерода (IV) через известковую воду получиться прозрачный раствор? Учащиеся на основании опыта по взаимодействию углекислого газа и гидроксида кальция отвечают отрицательно, а учитель показывает опыт с образованием гидрокарбоната кальция. Строение и свойства глюкозы (10 класс) эвристическая беседа с выдвижением гипотез и проверкой их демонстрационным и лабораторным экспериментами • Перед учащимися ставится задача – установление и доказательство состава и химического строения глюкозы (С6Н12О6) при проведении реакций с гидроксидом меди (II) при нагревании и без нагревания, с аммиачным раствором оксидом серебра. • Для решения этого вопроса учащимся необходимо вспомнить кислородсодержащие функциональных групп и экспериментальным путём установить, какие функциональные группы и в каком количестве имеются в молекуле данного вещества. • Вывод: глюкоза – это альдегидоспирт Свойства уксусной кислоты • Учитель задает вопрос: - Будет ли уксусная кислота как органическая кислота проявлять общие свойства кислот? - Учащиеся высказывают предположения, учитель ставит эксперимент, а затем даётся теоретическое объяснение. - Рассмотреть специфические свойства уксусной кислоты как органической Тема «Гидролиз солей» 11 класс • Используя старые знания учащихся, учитель предлагает опытным путем определить, в какой пробирке находится кислота, щелочь, соль (даны растворы веществ HCl, NaOH, NaCl). • Используя индикаторы, учащиеся легко справляются с заданием, объясняют результаты испытаний. • Учитель предлагает продолжить работу, предлагая проверить тем же индикатором растворы солей Na2CO3, NH4Cl, CH3COONa, BaCl2 или подобные им. • Учитель: Что вы утверждали? Какие знания применили? (осознание проблемы). Что нам неизвестно? Какова будет цель (тема) урока? (формулировка проблемы) Заключение • Разрешение проблемных ситуаций под руководством учителя заставляет учащихся сравнивать, обобщать, анализировать явления, а не просто их механически запоминать. • Проблемный метод обучения способствует развитию познавательной активности, творческой самостоятельности учащихся, формированию их мировоззрения, интеллектуальному развитию, и как следствие этого, повышению качества знаний. Вывод • Один из философов заметил, что образование – это то, что остается в сознании ученика, когда все выученное забыто. • Что должно остаться в голове ученика, когда забыты законы физики, химии, теоремы геометрии и правила биологии? • Творческие умения, необходимые для самостоятельной познавательной и практической деятельности, и убеждение в том, что любая деятельность должна отвечать моральным нормам. Знание только тогда знание, когда оно добыто усилием собственной мысли, а не памятью. Л.Н. Толстой