Проблемные ситуации. Способы их создания и решения на основе учебного материала школьного курса химии
статья по химии (9 класс) по теме

Проблемные ситуации. Способы их создания и решения на основе учебного

материала школьного курса химии

В современной школе первостепенное значение отводится задаче развития у учащихся творческого мышления, способности самостоятельно и быстро ориентироваться в проблемах науки, техники и производства. Средствами развития учащихся при обучении химии являются система содержания и активный характер учебного процесса, который обеспечен разными путями, в том числе и проблемным обучением. Суть проблемного обучения состоит в том, что учитель не сообщает знания в готовом виде. Он ставит перед учащимися проблемные задачи, побуждающие их искать пути и средства решения. Проблемное обучение - целостная дидактическая система, основанная на логико-психологических закономерностях творческого усвоения знаний в ходе учебной деятельности, в центре которой решение цепи проблемных ситуаций.

Проблемная ситуация – это состояние интеллектуального затруднения, когда учащийся не знает, как объяснить явление или факт, и не может получить решение известными ему способами, что вызывает у учащихся определенную потребность в получении знаний, создавая условия для целенаправленного и мотивированного их усвоения.

Проблемную ситуацию можно использовать в предметном обучении при следующих условиях:

1. наличие определенного минимума знаний у учащихся;
2. некоторый опыт активной познавательной деятельности у учащихся;
3. благоприятная и комфортная эмоциональная атмосфера на уроке[1].

Схема проблемного обучения выглядит следующим образом. Вначале учитель с помощью разнообразных способов создает проблемную ситуацию, совместно с учащимися ставит учебную проблему, побуждающую к поиску неизвестного. Решение проблемы осуществляется на основе выдвижения и обоснования гипотез, их проверки.

В ходе проблемного изложения, обозначив проблемную ситуацию, учитель раскрывает логику решения, показывает противоречия и источники их возникновения, аргументирует каждый шаг к решению проблемы. Определенная последовательность изложения материала вызывает у школьников желание следить за логикой, контролировать правомерность каждого суждения. Учащиеся задают вопросы, высказывают сомнения, принимают участие в обсуждении поставленных проблем.

Признаки проблемы следующие: наличие проблемной ситуации, готовность субъекта к поиску решения, возможность неоднозначного пути решения.

Этап создания проблемной ситуации требует от учителя большого мастерства. Выступая в роли организатора учебного процесса на проблемной основе, учитель призван действовать как партнер и руководитель, но не служить источником новых знаний. Он не должен действовать директивно, но должен тонко чувствовать проблемную ситуацию, уметь ставить реальные учебные задачи, понятные для учащихся.

Поисковая деятельность (поиск нового знания, нового способа действия) осуществляется, как правило, в процессе решения учебной проблемы. Такой процесс реально выполним лишь при достаточном развитии всех личностных качеств, при нормальном уровне развития учебных возможностей. Поэтому поисковая деятельность наиболее сложная для слабоуспевающих учащихся.

Однако это не значит, что при наличии в учебной группе отстающих учеников нужно отказываться от постановки на уроках проблемных вопросов и заданий. Важно позаботиться о создании условий, в которых слабоуспевающие ученики наравне с другими включались бы в поиск ответа на проблемный вопрос. Следует постепенно, систематически готовить слабоуспевающих учащихся к поисковой деятельности. С этой целью на проблемных уроках надо обращаться к следующим приемам:

1. привлечение слабоуспевающих учащихся в процессе поиска новых знаний к ответам на репродуктивные вопросы типа: что нам известно о строении вещества? и т.п., к высказыванию собственных предположений, формулировкам проблемных вопросов, повторению несложных способов доказательства учебных проблем вслед за хорошо успевающими учениками и т.д.;
2. использование групповых форм работы над решениями учебных проблем, выполнением исследовательских заданий и объединение слабоуспевающих учащихся в группу с успевающими учениками [2].

Все многообразие противоречий, содержащихся в учебном материале, в том числе химии, может быть выражено несколькими типами учебных проблемных ситуаций как более обобщенного понятия педагогической психологии. Подробнее рассмотрим их на примере темы «Металлы».

Теоретическое содержание данной темы строится на развитии представлений о зависимости свойств веществ от строения и предсказания свойств по строению. Основная система познавательных проблем может быть построена на выяснении этих вопросов в процессе изучения металлов.

Первый тип. Проблемная ситуация возникает в случае осознания учащимися недостаточности прежних знаний для объяснения нового факта. Например, при изучении электрохимического ряда напряжений металлов учитель демонстрирует взаимодействие железа с раствором сульфата меди и меди с раствором сульфата железа (П). Во втором случае реакция не протекает. Следует вопрос учителя: может быть, медь вообще не реагирует с растворами солей? Затем демонстрируется реакция меди с раствором нитрата ртути (II). Возникает проблемная ситуация: почему один и тот же металл в одних случаях взаимодействует с солями металлов, а в других нет? Как определить, будет ли взаимодействовать металл с раствором соли, не прибегая к эксперименту?

Проблема может быть разрешена при рассмотрении электрохимического ряда напряжений металлов. Рассматривая ряд напряжений металлов, учащиеся усматривают несоответствие сложившимся у них представлениям, а именно, в ряд напряжений металлов включен водород - неметалл.  Создается  проблемная  ситуация,  требующая  разрешения  возникшего  противоречия.

Появляется познавательная проблема: почему неметалл водород помещен в электрохимический ряд напряжений металлов?

Так как учащиеся ранее изучали сходство водорода со щелочными металлами, то проблема может быть решена в ходе беседы, сопровождающейся лабораторными опытами, в процессе которой выясняется сходство водорода с металлами, как-то: способность образовывать положительные ионы, вытесняться из растворов кислот металлами или замещать некоторые металлы в растворах солей.

Второй тип. Проблемные ситуации возникают, когда учащимся необходимо использовать ранее усвоенные знания в новых ситуациях.

Так, при изучении железа можно поставить ряд проблемных вопросов: чем объясняется худшая тепло- и электропроводность железа по сравнению с алюминием, хотя и у железа и у алюминия в образовании металлической связи принимают участие по три электрона от каждого атома? Чем объясняется высокая температура плавления и твердость железа?

Обоснованность ответов во многом будет зависеть от того, как учащимися усвоен и предыдущий материал о металлической связи, природе электрического тока в металлах.

Третий тип. Проблемная ситуация легко возникает в том случае, если имеются противоречия между теоретически возможным путем решения задачи и практической неосуществимостью избранного способа. Например, при изучении алюминия учащиеся знакомятся со структурой атома алюминия и его положением в ряду напряжений. Учитель обращается с вопросом: в какие химические реакции должен вступать алюминий согласно его структуре и положению в электрохимическом ряду напряжений металлов?

Учащиеся отвечают, что алюминий должен проявлять свойства типичные для щелочных и щелочноземельных металлов. Он должен взаимодействовать с водой и кислотами.

Учитель демонстрирует реакции алюминия с водой и концентрированной азотной кислотой. Учащиеся обнаруживают, что алюминий при обыкновенной температуре не взаимодействует ни с водой, ни с концентрированной азотной кислотой. Объяснить это явление учащиеся не могут. Создается проблемная ситуация. Формулируется проблема: какова причина пассивности алюминия?

 Проблемная ситуация разрешается в процессе химического эксперимента. Установив, что алюминий покрыт тонкой и прочной пленкой оксида, учащиеся могут высказать предположение, что их представления о пассивности алюминия вызваны защитными свойствами этой пленки. Правильность предположения учащихся подтверждается экспериментально. В данном случае химический эксперимент выступает единственным средством разрешения возникшего противоречия.

Четвертый тип. Проблемная ситуация возникает тогда, когда имеется противоречие между практически достигнутом результатом выполнения учебного задания и отсутствием у учащихся знаний для его теоретического объяснения. Так, при изучении электролиза для создания проблемной ситуации может быть использован демонстрационный эксперимент: два очищенных железных гвоздя, подсоединенных предварительно к отрицательному и положительному полюсам источника тока, опускают в раствор хлорида меди (II). Поскольку учащиеся только что изучили электрохимический ряд напряжений металлов и химические свойства металлов, они предсказывают оседание меди на двух железных гвоздях. Однако результаты опыта показывают, что медь оседает только на одном электроде, а у другого выделяются пузырьки газа. Противоречие между экспериментально установленным фактом и теоретическими предположениями учащихся порождает проблемы: в чем причина противоречия между практически достигнутым результатом и теоретически предсказываемым? Если железо стоит в ряду напряжений левее меди и химически активнее, чем медь, то почему только на одном железном гвозде оседает медь, а не на двух? Откуда берутся пузырьки газа на втором гвозде? Обратив внимание на то, что в данном эксперименте железные электроды присоединены к полюсам источника постоянного тока, учащиеся обоснованно могут высказать предположение о химическом действии тока.

При изучении общих физических свойств металлов познавательные проблемы возникают при выяснении зависимости физических свойств металлов от их строения. Например, при ознакомлении учащихся с данными по электропроводности металлов может быть сформулирована следующая проблема: почему металлы в отличие от большинства твердых неметаллических веществ способны проводить электрический ток? Проблемная ситуация легко разрешается при использовании учащимися ранее усвоенных знаний о природе металлической связи. Именно ненаправленность связей в металлах вызывает возможность свободного перемещения электронов по металлическому кристаллу и обусловливает их основные свойства (непрозрачность, металлический блеск, теплопроводность, электропроводность, пластичность).

Для создания проблемной ситуации также может быть применен прием «яркого пятна». Например, перед началом изложения материала об электрохимической коррозии учитель зачитывает отрывок из книги А. Валентинова «Металла огненный поток» о красавице яхте, корпус которой сделан из алюминиевых листов, которые скреплены медными заклепками.  «Через несколько дней, когда в океане поднялось легкое волнение, обшивка корпуса вдруг начала расходиться, и яхта быстро пошла ко дну» [3]. Основная проблема, почему происходит разрушение алюминиевых листов, скрепленных медными заклепками в морской воде, может быть решена в результате введения нового понятия – электрохимическая коррозия.

Анализ выявленных проблемных ситуаций и опыт преподавания позволяет выделить следующие основные способы решения учебных проблем:

1. введение новых понятий,
2. использование ранее усвоенных знаний межпредметного характера, а также жизненного опыта в новой ситуации,
3. выполнение демонстрационного или лабораторного эксперимента,
4. решение в ходе эвристической беседы.

Таким образом, использование проблемных ситуаций на уроке и нахождение учащимися способов решения проблем повышает их самостоятельность, увеличивает их творческую активность, способствует их интеллектуальному развитию. Такое обучение более эмоционально,  повышает интерес учащихся  к химии. Как известно, знания, добытые самостоятельно, всегда удерживаются сознанием дольше, чем полученные в готовом виде.

Литература:

Васильева П. Д. Обучение химии [Текст] / П. Д. Васильева, Н. Е. Кузнецова. – СПб.: КАРО, 2003. – 128 с.

Цетлин В. С. Предупреждение неуспеваемости учащихся [Текст] / В. С. Цетлин. – М.: Знание, 1989. – 77 с.

Валентинов А. А. Металла огненный поток [Текст] / А. А. Валентинов. – М.: Дет. лит., 1987. – 107 с.