«Интенсификации обучения на основе применения схемных и знаковых моделей учебного материала и алгоритмов различных видов»
методическая разработка по химии по теме

«Интенсификации обучения на основе применения схемных и знаковых моделей учебного материала и алгоритмов различных видов»

1.Использование опорных

сигналов в обучении

  Одной из ответственных задач, стоящих перед учителем, является повышение эффективности всех применяемых в школе форм и методов обучения.

  Правильный подход к совершенствованию методов и средств обучения следует строить на научной основе, рассматривая обучение, как целенаправленный организованный процесс взаимодействия, сотрудничества учителя и учащихся, призванный их научным мировоззрением, знаниями и умениями. Педагогической психологией выведен основной закон усвоения: воспринять – осмыслить – запомнить – применить – проверить результат. Из этой формулы ничего нельзя исключить и нецелеобразно разрывать этапы усвоения во времени, потому что они взаимосвязаны: восприятие сопровождается осмысливанием, осмысливание – запоминанием, восприятие, осмысливание и запоминание расширяются, углубляются и закрепляются в процессе их самостоятельного применения и проверки на практике.

   По данным психологов К.К. Платонова и Г.Р. Голубева «от услышанного учащимися в течение урока у них в памяти остается в среднем 10% содержания. От воспринятого через чтение закрепляется 30%. Наблюдение учащимися какого-либо предмета или явления оставляет в их памяти в среднем около 50% воспринятого. Практические действия учащихся с учебным материалом составляют в их памяти в среднем 90% воспринятого».

  Причиной низкого качества знаний учащихся в школах является главным образом нарушение объективного закона усвоения знаний, когда на уроке деятельность учащихся сводится лишь к восприятию излагаемых учителем готовых знаний и не остаётся времени на осмысление, запоминание, применение и проверку результатов. Все названые выше этапы усвоения знаний, умений должны выполняться лично каждым школьником, его умственным трудом, хотя и под руководством учителя.

  Что такое «активные методы»? Определение этого понятия в педагогической литературе не встречается, поэтому остановимся сначала на родственных понятиях: активность, познавательная активность, активизация.

  Активность (от лат. Activus – деятельный) – это психическое качество, черта характера человека, выражающаяся в усиленной деятельности человека.

  Познавательная активность школьника выражается в стремлении учиться, преодолевая трудности на пути приобретения знаний, в приложении максимума собственных волевых усилий и энергии в умственной работе. Речь идёт не только о внешней активности (поднятие рук, переписывание, безумное перелистывание книги), а главным образом о внутренней, мыслительной активности школьника, о творческом мышлении.

  Познавательная активность школьника – качество не врожденное и не постоянное, она динамически развивается, может прогрессировать и реагировать под воздействием школы, товарищей, семьи, труда и других социальных факторов. На уровень активности сильно влияют отношения учителя и детей, стиль его общения с учащимся  на уроке, успеваемость и настроение самого школьника (успехи в учебе и положительные эмоции повышают познавательную активность). Поэтому у одного и того же ученика на различных уроках познавательная активность резко меняется, в зависимости от того, какой учитель учит, чему учит и как учит, как он умеет активизировать класс. Подлинное сотрудничество учителя и учащихся обеспечивает на уроке активную учебную деятельность класса. Например, работая с опорными сигналами, учащиеся с желанием и старательно сами воспринимают, осмысливают, запоминают, применяют знания и контролируют усвоение.

  Донецкий учитель- новатор  В.Ф.Шаталов, много лет применявший в преподавании астрономии, физики и математики разработанный им метод опорных сигналов, доказывает, что такое обучение эффективнее традиционного.

  Широко известный в нашей стране опыт В.Ф.Шаталова – это оригинальная организационно-методическая система построения педагогического процесса, направленная на решение многих проблем обучения. Эта система, созданная и отработанная вначале на математике, физике, астрономии, имеет, как оказалось, широкую межпредметную основу, заключающуюся в большом воспитательном и дидактическом потенциале.

  Главным преимуществом системы В.Ф.Шаталова является её социальная направленность: дети, которых квалифицированно обучают «по Шаталову», не знают отвращения к учёбе, провалов в ней, не испытывают отчуждения к школе, к коллективным отношениям, привычны к систематическому, честному труду, товарищеской взаимопомощи.

  Что такое опорный сигнал, опорный конспект и опорный плакат? Эти понятия ввёл в педагогику Шаталов. Опорный сигнал – это графический символ, замещающий смысл какой-то информации, одной или нескольких фраз в тексте учебника. Сигнал может быть в форме цифры, рисунка, схемы, стрелки или других знаков. Например, химические формулы СО        2, Н2О или математические формулы – это тоже опорные сигналы; сигнал ДЦ означает «дыхательный центр», ДНК – «дезоксирибонуклеиновая кислота» и т.д. В жизни каждый человек очень часто пользуется опорными сигналами (сокращенные, зашифрованные записи в блокноте, топографические и дорожные знаки).

  Глядя на опорные сигналы, учащийся быстро вспоминает их смысл и расшифровывает содержание, рассказывает в развернутом виде. Опорные сигналы – это «узелки на память».

  Опорный конспект – система логически взаимосвязанных опорных сигналов учебного материала одного урока. Опорный конспект состоит из 300-600 типографических знаков на одном листе бумаги. Заранее готовятся копии в расчете на каждого ученика. Учащиеся могут копировать конспект и на уроке, но это отнимает много времени.

  Опорный плакат – увеличенный цветной опорный конспект на большом листе, приспособленным для вывешивания на классной доске и показа всему классу.

  В учебной работе опорные сигналы выполняют несколько функций:

А) служат наглядным пособием при объяснении учителя;

Б) упрощают и ускоряют процесс подготовки учащихся к уроку;

В) позволяют увеличить объем изучаемого материала на уроке;

Г) полностью снимают проблему накопляемости отметок;

Д) развивают творческое мышление и познавательность.

  В основу составления опорных сигналов взяты следующие основные дидактические принципы: лаконичность (300 – 600 печатных знаков); структурность (логические блоки, рамки, отделение одного блока от другого); автономность (каждый из 4 – 5 блоков должен быть самостоятельным); доступность; цветовая наглядность и образность.

  Принцип лаконичности основан на том, что при восприятии и запоминании объектов кратковременный, оперативной памяти человека ограничен (большой объем информации практически запоминается плохо).

  Принцип структурности заключается в объединении опорных сигналов в логически связанные смысловые блоки. Логически построенный материал легче запоминается, дольше сохраняется в памяти и быстрее воспроизводится.

  Принцип автономности выражается в завершенности каждого блока опорных сигналов. В виду того что каждый блок несёт свою смысловую нагрузку, он воспринимает и запоминает в обобщенной сжатой форме.

  Принцип доступности материала подразумевает опору на имеющиеся знания, что способствует лучшему пониманию и осмысливанию новой информации, более прочному её усвоению, повышению интереса к изучаемой теме.

  Цветовая наглядность и образность опорных сигналов вызывает у учащихся положительные эмоции, способствует лучшему восприятию, пониманию и запоминанию материала.

Как составлять опорные конспекты?

1. Детально изучить по программе содержание материала, по которому будет составляться опорный конспект для конкретного урока. Выписать основные термины, причинно – следственные связи, имена учёных, их вклад в науку, открытия.
2. Соотнести требования программы с содержанием учебника (на одном уроке может изучаться материал одного или нескольких параграфов).
3. Хорошо знать материал текста и иллюстрации учебника.
4. Разбить данный материал на логически завершенные смысловые блоки (части).
5.  Выделить основные термины в каждом блоке.
6. Составить черновой вариант опорных сигналов в каждом блоке, несколько раз откорректировать его в соответствии с принципами.
7. Оформить смысловые блоки и опорные сигналы в них в окончательном варианте, в цвете.

  Рисунки - сигналы должны быть простыми, чтобы их можно было легко и быстро изобразить на доске и в тетради и, чтобы при этом не требовалось специальное умение рисовать. Определения и формулировки не записывают. Можно поставить многоточие; этот знак является для учащихся сигналом, что здесь нужна точная словесная формулировка. Опорный конспект может иметь размеры тетрадного или машинописного листа. В верхней части опорного конспекта ставят его номер (порядковый номер урока), пишут название темы и параграф учебника.

  Многоэтапная структура урока с опорными сигналами выглядит так:

1. Мобилизующее начало (10-12 мин) – письменное воспроизведение по памяти опорных сигналов по предыдущей теме всеми учащимися на оценку. В то же время – тихий устный опрос некоторых учащихся с опорными конспектами в руках или громкий ответ учащегося по опорному плакату предыдущей темы.
2. Записать на доске и в предметных тетрадях новую тему, обосновать цель урока (1-2 мин).
3. Первичное объяснение (сжато) только основного нового материала с использованием доски и наглядных пособий, но без опорных сигналов.
4. Вторичное объяснение нового материала (чтобы поняли и слабые) по узловым вопросам темы с демонстрацией опорного плаката (на двукратное объяснение нового материала отводится не менее 20 мин)
5. Переписывание учащимися опорных сигналов (с доски, опорного плаката или под диктовку учителя). Иногда эта работа сливается с вторичным объяснением нового материала.
6. Закрепление - самостоятельное чтение учебника.
7. Задание на дом (изучить в учебнике нужный параграф и опорные сигналы, упражняться в их воспроизведении, уметь устно объяснить каждый сигнал).

  Таким образом, учебная работа учащихся с одними и теми же опорными сигналами осуществляется несколько раз: 1) при вторичном объяснении нового материала (учитель вывешивает опорный плакат, водит по нему указкой и устно расшифровывает, объясняет смысл опорных сигналов); 2) при закреплении нового материала на уроке; 3) при выполнении домашнего задания ; 4) при письменном воспроизведении сигналов в начале следующего урока; 5) при устном ответе учащихся по опорному плакату.

  Домашняя подготовка учащихся к уроку занимает всего 10-15 мин., восстановлению в памяти пройденного материала помогают опорные сигналы.

  Подготовка домашнего задания облегчается ещё и потому, что каждый учащийся уверен, что эта его работа не «пропадёт зря»: он на следующем уроке обязательно будет писать сигналы, и получит заслуженно минимум  «3», а то и «4».

  Этот психологический фактор - уверенность в себе - побуждает каждого к старательной учебе. На традиционном же уроке этого фактора нет, вместо уверенности, раскованности у многих возникает волнение, страх забыть ответ и получить «2».

2.Использование алгоритмов

В процессе обучения химии приходится выстраивать действия учащихся в соответствии с определенной логикой. Так возникает необходимость использования в практике обучения технологии алгоритмированного обучения. Однако алгоритм – это не только предписание последовательных действий. Алгоритмы сопровождают человека в форме различных правил и инструкций повсюду. Правила дорожного движения, кулинарный рецепт, инструкция по использованию приборов – все это алгоритмы. Не может обойтись без алгоритмов и химия. Алгоритмы в школьном курсе химии – это:

1. правила составления химических формул и уравнений;
2. правила и последовательность описания химических элементов, свойств веществ, протекание химических реакций;
3. рациональный способ решения расчетных, экспериментальных и расчетно-экспериментальных задач;
4. оптимальный план проведения химического анализа неорганических и органических веществ;
5. определенный порядок приготовления растворов заданной концентрации и др. [2, С.5].

Одно из основных свойств алгоритма – массовость. Это свойство характеризует возможность с помощью алгоритма решать задачи определенного типа, а не только одну конкретную задачу. Есть алгоритмы для каждого типа задач.

Следующим важным свойством алгоритма является дискретность. Это свойство обуславливает пошаговый (дискретный) характер алгоритма. Преобразование исходных данных в конечный результат осуществляется дискретно, т.е. действия или команды в каждый последующий момент времени выполняются по четким правилам вслед за действиями, имевшими место в предыдущий момент времени. Только выполнив одно указание, можно перейти к выполнению следующего.

Основным свойством алгоритма является детерминированность (однозначная определенность) – ориентированность на определенного исполнителя. Это свойство требует, чтобы каждое указание алгоритма было понятно исполнителю, не вызывало неоднозначного его понимания и неопределенного исполнения. Алгоритм, реализованный любым лицом (или машиной), должен вести при одинаковых исходных данных к одинаковым результатам. Одно из важнейших свойств алгоритма – результативность. Последовательное выполнение всех предписываемых действий должно привести к решению задачи за конкретное число шагов (конечное), поскольку алгоритм всегда имеет целью получение искомого результата [2, С.6].

Перечисленные выше важнейшие свойства алгоритма позволяют сформулировать следующее определение: алгоритм – конечная последовательность точно сформулированных правил решения некоторых типов задач. Алгоритмические предписания также широко используются в обучении химии. С целью успешного формирования у учащихся навыков владения химическим языком В.Я. Вивюрский разработал алгоритмические предписания (программы последовательных действий) для составления химических формул при изучении неорганической и органической химии [1]. При разработке алгоритма необходимо формировать процесс решения аналогичных задач: составления формул любых веществ с тем чтобы, свести его к применению в конечной последовательности простых и точных правил:

а) Составление химических формул по степени окисления.

Данный алгоритм, прежде всего, наиболее часто используется при обучении учащихся символам химических элементов. Для того чтобы усвоить алгоритмы составления уравнений химических реакций, необходимо прочное усвоение химических символов, алгоритмов составления химических формул неорганических и органических веществ, глубокое понимание теоретических вопросов, стехиометрических законов (например, закона сохранения массы веществ, закона Авогадро), сформированность многих умений, в частности, самостоятельной работы и самоконтроля.

б) При решении расчетных задач используют линейные по структуре алгоритмы.

Пример общего алгоритма решения расчетных задач по химии.

1. Прочитайте текст расчетной химической задачи.
2. Запишите кратко условия и требования задачи с помощью общепринятых условных обозначений.

3. Составьте химические формулы, уравнения реакций в соответствии с содержанием расчётной химической задачи и её требованием.

4. Составьте рациональный план решения задачи.

5. Продумайте, какие дополнительные данные можно извлечь из химических формул, уравнений реакций для реализации требований задачи.

6. Произведите все необходимые в данной задаче действия с заданной математической точностью.

7. Запишите полученный ответ.

Для безошибочного выполнения действия учащиеся должны усвоить систему ориентиров и указаний, представленную в форме алгоритма. Такие алгоритмы можно предложить учащимся при формировании основных приемов логического мышления. Работа проводится по одному и тому же плану:

1) формирование знаний о приеме (разъяснение его смысла; показ образца действий);

2) формирование умений пользоваться приемом по аналогии и в исходных условиях;

3) развитие умений пользоваться приемом самостоятельно и в различных связях.

Отработка приемов умственных действий осуществляется на конкретных химических примерах. Так, задача сравнения возникает каждый раз, когда вводятся новые объекты изучения: химические элементы, вещества, реакции и т.д. В сравнении есть формализованное ядро, каждый раз наполняемое новым содержанием, это ядро можно представить алгоритмом:

Алгоритм сравнения:

1. Определить цель сравнения объектов.
2. Выделить признаки, по которым нужно произвести сравнение.
3. Найти сходство или различие между сравниваемыми объектами.
4. Сделать вывод.

Алгоритм классификации:

1. Определить цель классификации.
2. Выделить существенные признаки объектов.
3. Сравнить признаки различных объектов.
4. Выбрать основания для классификации.
5. Разделить объекты по выбранному основанию [2, С.18].

Учащимися предлагаем задания на сравнение строения атомов элементов №8 и №16; №11 и №13; №11 и №17. Примеры подобраны таким образом, что учащиеся смогут не только провести сравнение строения атомов элементов, но и попытаться сделать вывод о закономерностях изменения свойств атомов элементов по группе и периоду.

Вывод

Систематическая работа с опорными сигналами повышает интерес к предмету, учебную активность учащихся, обеспечивает глубокое и прочное усвоение знаний, развивает мышление, память и речь учащихся, способствуют воспитанию честности, прилежного и добросовестного отношения к учебному труду. Применение алгоритмов позволяет совершать действия, активизирует преимущественно репродуктивную деятельность учащихся. Важная особенность обучения - создание условий для продуктивной деятельности по использованию знаний, их обобщению и систематизации. Подобная организация учебного процесса развивает мыслительные способности учащихся, заставляет их быть внимательными, учит анализировать, сравнивать, выделять главное, превращает из пассивных слушателей на уроке в активных участников.