Статья Современные педагогические технологии на уроках химии и во внеклассной деятельности как средство оптимизации образовательного процесса
Современные педагогические технологии на уроках химии и во внеклассной деятельности как средство оптимизации образовательного процесса
Каждый учитель хочет, чтобы его предмет вызывал глубокий интерес у школьников, чтобы ученики умели не только писать химические формулы и уравнения реакций, но и понимать химическую картину мира, умели логически мыслить, чтобы каждый урок был праздником, маленьким представлением, доставляющим радость и ученикам и учителю. Мы привыкли, что на уроке учитель рассказывает, а ученик слушает и усваивает. Слушать готовую информацию – один из самых неэффективных способов учения. Знания не могут быть перенесены из головы в голову механически (услышал – усвоил). Многим кажется, что нужно только заставить слушать ученика и дело тут же пойдет на лад. Однако ученик, как любая личность, наделен свободой воли, с которой нельзя не считаться. Поэтому нарушить этот природный закон и подчинить их себе даже ради благих целей невозможно. Желательного результата на этом пути добиться нельзя.
Отсюда следует, что необходимо сделать из ученика активного соучастника учебного процесса. Ученик может усвоить информацию только в собственной деятельности при заинтересованности предметом. Поэтому учителю нужно забыть о роли информатора, он должен исполнять роль организатора познавательной деятельности ученика.
Можно выделить различные виды деятельности по освоению нового материала учеником: материальную, материализованную и интеллектуальную. Под материальной деятельностью понимают деятельность с объектом изучения. Для химии таким объектом является вещество, т.е. материальной деятельностью на уроках химии является проведение опытов. Опыты могут проводить ученики или демонстрироваться учителем.
Материализованная деятельность – это деятельность с материальными моделями, формулами, табличным, цифровым, графическим материалом и т.д. В химии – это деятельность с материальными моделями молекул, кристаллическими решетками, химическими формулами, решение химических задач, сопоставление физических величин, характеризующих изучаемые вещества. Любая внешняя деятельность (деятельность руками) отражается в мозге, т.е. переходит во внутренний план, в интеллектуальную деятельность. Проводя опыты, составляя химические формулы и уравнения, сопоставляя цифровой материал, ученик делает выводы, систематизирует факты, устанавливает определенные взаимосвязи, проводит аналогии и т.д.
Итак, учитель должен организовать на уроке для ученика все виды учебно-познавательной деятельности. Необходимо, чтобы учебно-познавательная деятельность ученика соответствовала тому учебному материалу, который должен быть усвоен. Необходимо, чтобы в результате деятельности, ученик самостоятельно приходил к каким-либо выводам, чтобы сам для себя созидал знание.
Важнейшим принципом дидактики, является принцип самостоятельного созидания знаний, который заключается в том, что знание учеником не получается в готовом виде, а созидается им самим в результате организованной учителем определенной познавательной деятельности.
Самостоятельное открытие малейшей крупицы знания учеником доставляет ему огромное удовольствие, позволяет ощутить свои возможности, возвышает его в собственных глазах. Ученик самоутверждается как личность. Эту положительную гамму эмоций школьник хранит в памяти, стремится пережить еще и еще раз. Так возникает интерес не просто к предмету, а что более ценно – к самому процессу познания – познавательный интерес.
Поэтому современный урок должен построен в сочетании специально организованной деятельности и обычного межличностного общения (готовность ребенка к контакту, доверительность, заинтересованность), таким образом через личностный план общения на уроке реализуется учет возрастных, психологических особенностей учащихся: их готовность к расширению круга общения, к сопереживанию проблем взрослых, стремление к самоутверждению. Достичь поставленных целей помогают современные образовательные технологии, такие как
технология уровневой дифференциации обучения;
групповые технологии;
технологии компьютерного обучения
игровые технологии;
технология проблемного и исследовательского обучения;
технологии интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала
педагогика сотрудничества
Рассмотрим некоторые из них.
Компьютерная технология
Для полного понимания интерактивности в обучении нужно понимать, что данное понятие не ограничивается использованием компьютера с его программами в качестве обучающего материала. Современные технологии необходимо представлять как активные методы работы, рассчитанные на продуктивную деятельность ребенка, результатом которой является процесс самопознания, самообразования и самосовершенствования. Интерактивные компьютерные технологии – средство активизации данных процессов, поскольку являются естественными возбудителями интереса. В связи с этим, одним из ведущих стимулов и возбудителей интереса является использование на уроке Интерактивной доски.
Современные педагогические технологии в обучении - это систематический процесс, в котором последовательно, в логический ряд выстроены все элементы урока, спроектирован весь процесс познания, где переход от реализации одной цели к другой осуществляется через активную разнообразную деятельность ребенка, а учитель является проводником в процессе обучения. В этом случае применение материалов Интернета или лицензионного диска рассматривается как источника для поиска ответов на поставленный вопрос и не может использоваться на протяжении всего урока только для иллюстрации или в качестве учебника для чтения.
Современный урок – это взаимодействие учителя и учащихся, организованное на основе чёткого структурирования материала, систематизации, программирования методов, способов и приёмов обучения, с использованием компьютеризации и технических средств.
При этом процесс обучения строго конкретизирован и разделен на этапы познания. На каждом этапе перед учеником или группой учащихся ставится конкретная цель, достичь которую можно только в процессе активной деятельности, иначе невозможен переход на следующий этап урока. Данная активная деятельность может подразумевать экспериментальную лабораторную работу, диалог, в результате которого осуществляется решение проблемы, рассуждение, выполнение конкретного творческого задания или задачи. Важно, чтобы учитель методически грамотно мог все элементы урока выстраивать в один логично построенный ряд.
Интерактивность в образовании – новый метод обучения, а компьютерные технологии - средство познания.
Использование компьютера и мультимедийных технологий дают положительные результаты при объяснении нового материала, моделировании различных ситуаций, при сборе нужной информации, при оценке ЗУН и т. д., а также позволяют на практике реализовать такие методы обучения, как: деловые игры, упражнения по решению проблем, презентации и прочее. Компьютерная технология дает возможность располагать таким объемом информации, которым не владеют учителя, опирающиеся на традиционные методы обучения. В мультимедийных обучающих программах используются анимации и звуковое сопровождение, которые, воздействуя сразу на несколько информационных каналов обучаемого, усиливают восприятие, облегчают усвоение и запоминание материала. На своих уроках использую различные программы на компакт дисках, которые помогают мне для объяснения новых или повторения старых тем, закрепить и систематизировать полученные знания. Пример одного урока. Тема: “Подгруппа кислорода, характеристика. Получение кислорода”. В процессе урока использовался мультимедиа проектор, где на экране демонстрировались опыты, которые в школьной лаборатории продемонстрировать невозможно. Так же на экране проектировались несколько таблиц. Ребятам предлагалось проанализировать, сравнить и сделать вывод. Из вышесказанного приходим к выводу, что компьютерная технология повышает уровень обучения и вызывает интерес учащихся к предмету.
Технология проблемного обучения
Технология проблемного обучения предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение знаниями, навыками, умениями и развитием мыслительных способностей. Проблемные ситуации на уроке могут возникать самым неожиданным образом. Например, в 8-ом классе при изучении темы “Электроотрицательность” ученик задал вопрос: “Водород отдает электроны литию или наоборот?” Одноклассники ответили, что электроны отдает литий, так как у него радиус атома больше. Тут же другой ученик спросил: “А во что превратится тогда водород?” Мнения разделились: одни посчитали, что атом водорода, присоединяя электрон, превратился в атом гелия, так как у него стало два электрона, а другие не согласились с этим, возразив, что у гелия заряд ядра +2, а у данной частицы +1. Так что же это за частица? Возникла проблемная ситуация, которую можно разрешить, ознакомившись с понятием об ионах. Проблемную ситуацию на уроке может создать и сам учитель. Пример урока. Тема: “Простые и сложные вещества”. Учитель предоставляет ученику широкое поле деятельности: задает проблемные вопросы, предлагает из перечня различных веществ выписать отдельно простые и сложные вещества и подводит к тому, чтобы ученик сам, используя свой жизненный опыт, знания предыдущих уроков, попытался сформулировать понятие простого и сложного вещества. Ученик сам для себя созидает знания, так возникает интерес не просто к предмету, а к самому процессу познания.
Технология исследовательского обучения
Исследовательская деятельность школьников – это совокупность действий поискового характера, ведущих к открытию неизвестных фактов, теоретических знаний и способов деятельности. Таким путем учащиеся знакомятся с основными методами исследования в химии, овладевают умениями самостоятельно добыть новые знания, постоянно обращаясь к теории. Привлечение опорных знаний для решения проблемных ситуаций предполагает формирование и совершенствование как общеучебных, так и специальных умений учащихся (проводить химические опыты, соотносить наблюдаемые явления с изменениями состояния молекул, атомов, ионов, проводить мысленный химический эксперимент, моделировать сущность процессов и т. п.). Исследование может проводиться с целью получения новых знаний, обобщения, приобретения умений, применять полученные знания, изучения конкретных веществ, явлений, процессов. Так, при изучении темы “Соли азотной кислоты” в 9-ом классе использую элементы исследовательской работы. Исследование включает: проведение теоретического анализа; прогнозирование способов получения веществ и их свойств; составление плана экспериментальной проверки и его выполнение; формулирование вывода. Получается логическая цепочка: теоретический анализ – прогнозирование – эксперимент. Майкл Фарадей говорил: “Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени как химия. Ее основные законы, теории и выводы опираются на факты. Поэтому постоянный контроль опытом необходим.” Для систематизации получаемых знаний учащиеся заполняют таблицу:
Соли азотной кислоты
План урока Теоретический анализ Прогнозирование Эксперимент Задание на дом
Исследовательская работа учащихся занимает на уроке больше времени, чем выполнение заданий по образцу. Однако затраты времени впоследствии компенсируются тем, что учащиеся быстро и правильно выполняют задания, могут самостоятельно изучать новый материал. Кроме того, повышается осознанность и прочность их знаний, появляется устойчивый интерес к предмету.
Технология игрового обучения
Интеллектуально-творческие игры (ИТИ) стимулируют развитие познавательных интересов учащихся, способствуют развитию их интеллектуально-творческих способностей, дают возможность ребятам самоутвердиться и реализовать себя в интеллектуально-творческой сфере через игру, помогают восполнить дефицит общения. ИТИ могут быть использованы не только во внеклассной и внеурочной работе, но и на уроках (при изучении нового материала, повторении пройденного, контроля знаний учащихся и т. д.)
Наиболее сложны и трудоемки деловые и ролевые игры. Проведение подобных игр позволяет достигать следующих целей: научить учащихся выделять главное в содержании учебного материала, излагать его в краткой форме; развивать навыки анализа текста, ассоциативное мышление, самостоятельность суждений, способствовать самоопределению учащихся, развивать коммуникативные способности, расширить кругозор, повторять и обобщать изученный материал. Для закрепления материалов в 8 – 9 классах использую дидактические игры: “Химические кубики”, “Химическое лото”, “Крестики-нолики”, “Найди ошибку”, “Химический бой”. Так же на внеклассных занятиях провожу зрелищные интеллектуально-творческие игры: “КВН”, “Что, где, когда”, “Звездный час”.
Использование тестов на уроках химии
Использование тестов на уроках химии также занимает видное место в процессе внедрения новых технологий. Что дает возможность массовой проверки знаний учащихся. Тестовая методика – универсальное средство проверки знаний, умений. Тесты являются экономной целенаправленной и индивидуальной формой контроля. Систематическая проверка знаний в виде тестов способствует прочному усвоению учебного предмета, воспитывает сознательное отношение к учебе, формирует аккуратность, трудолюбие, целеустремленность, активизирует внимание, развивает способность к анализу. При тестовом контроле обеспечиваются равные для всех обучаемых условия проверки, то есть повышается объективность проверки знаний. Этот метод вносит разнообразие в учебную работу, повышает интерес к предмету. Итоговые контрольные работы в 8 – 9 классах провожу в форме теста.
Уровневая дифференциация обучения на основе обязательных результатов (В.В.Фирсов)
В данной технологии предлагается введение 2 стандартов : для обучения (уровень, который должна обеспечить школа интересующемуся, способному выпускнику) и стандарта обязательной общеобразовательной подготовки (уровень, которого должен достичь каждый). Добровольное восхождение от обязательного к повышенным уровням способно реально обеспечить школьнику постоянное пребывание в зоне ближайшего развития, обучение на индивидуальном максимально посильном уровне.
Целевые ориентации.
1. Обучение каждого на уровне его возможностей и способностей.
2. Приспособление обучения к особенностям различных групп учащихся.
В связи с этим уровневая дифференциация обучения предусматривает :- наличие базового обязательного уровня общеобразовательной подготовки ;- базовый уровень является основой для дифференциации и индивидуализации требований к учащимся ;- базовый уровень должен быть реально выполним для всех учащихся ;- система результатов, которых должен достичь по базовому уровню учащийся, должна быть открытой (ученик знает, что с него требуют ) ;
- на ряду с базовым уровнем учащемуся предоставляется возможность повышенной подготовки.
Особенности методики.
- блочная подача материала ;- работа с малыми группами на нескольких уровнях усвоения ;- наличие учебно-методического комплекса : банк заданий обязательного уровня, система специальных дидактических материалов, выделение обязательного материала в учебниках.
Основное условие уровневой дифференциации по В.В. Фирсову - систематическая повседневная работа по предупреждению и ликвидации пробелов путем организации пересдачи зачетов.
Оценивание знаний.
Альтернативой традиционному способу оценки «вычитанием» является «оценка методом сложения», в основу которой кладется минимальный уровень общеобразовательной подготовки, достижение которого требуется в обязательном порядке от каждого учащегося. Критерии более высоких уровней строятся на базе учета того, что достигнуто сверх базового уровня, и системы зачетов.
Предусматривается :- тематический контроль ;- полнота проверки обязательного уровня подготовки ;- открытость образцов проверочных заданий обязательного уровня ;- оценка методом сложения (общий зачет – сумма частных зачетов) ;- двоичность в оценке обязательного уровня (зачет – незачет);
- повышенные оценки за достижения сверх базового уровня ;- «закрытие» пробелов (досдача, а не пересдача) ;- возможность «дробных» зачетов ;- кумулятивность итоговой оценки (годовая оценка вытекает из всех полученных).
Зачеты проводятся в учебное время, при этом :- предусматривается резерв времени для доработки ;- возможна помощь учителя во время зачета ;- учащимся даются «ключи» к проверочным знаниям ;- на каждого ведется лист учета и контроля ;- в случае, если учащийся претендует на оценки «4» и «5» , итоговый контроль предусматривает экзамен «на подтверждение» по всему материалу. Эффективная организация обучения невозможна без использования индивидуально-дифференцированного подхода к ученикам. Учителю необходимо учитывать познавательные интересы всех учащихся, развивать каждого в меру его сил и способностей. В обучении химии разноуровневая дифференциация имеет особое значение. Это обусловлено спецификой учебного предмета: у одних учащихся усвоение химии сопряжено со значительными трудностями, а у других проявляются явно выраженные способности к изучению этого предмета. В данной ситуации учителю важно учитывать как познавательные интересы учащихся, так и индивидуальный темп их развития. Такой подход основан на многоуровневом планировании результатов обязательной подготовки учащихся (усвоение минимума) и формировании повышенных уровней овладения материалом. Учащиеся получают право и возможность выбирать уровень обучения, учитывая свои способности, интересы, потребности, варьировать свою учебную нагрузку, учиться адекватно оценивать свои знания. В процессе обучения дифференциация осуществляется, прежде всего, через применение разноуровневых заданий для учащихся, выполняемых на уроке с целью закрепления знаний, в качестве контрольных заданий на зачетах, контрольных работах. Дифференциация в обучении открывает перед учащимися возможности выбора уровня обучения, а вместе с ним и уровня теоретической и практической подготовки по химии. В процессе управления учитель ищет способы, как направлять, корректировать работу учеников, вовремя приходить на помощь отстающим. Он проявляет заботу не только о том, как усваивается учебный материал, формируется умения и навыки, но и как развиваются, воспитываются ученики.
Формы использования в образовательном процессе:
Взаимообучение и взаимо-контроль в условиях работы пар.
Работа с разноуровневыми тестами.
Выполнение практических заданий разного уровня.
Творческие групповые задания для подготовки к семинарам и деловым играм, урокам-конкурсам.
Зачет по проверке базовых знаний в различных формах
Например, дифференцированная контрольная работа. Обучающиеся получают индивидуальные карточки, ученики со слабыми знаниями выполняют задания невысокого уровня сложности (2 или 3 задания). Более сильные ученики решают четыре или пять заданий карточки, позволяющих проверить не только практические, но и теоретические знания. Соответственно, уровень А оценивается на 3 балла, уровень В – 4 балла, уровень С – 5 баллов. Но обучающиеся могут получить и более высокую оценку, ответив устно, или выполнив дополнительные задания.
Используются в работе и тестовые задания, состоящие из нескольких уровней. При их создания используются как закрытые, так и открытые задания. Для того чтобы исключить вероятность угадывания правильного ответа, вариантов ответов должно быть не меньше четырех. А открытые задания необходимы для проверки более глубоких знаний. Тестовые задания составляются приближенно к итоговой аттестации (ГИА или ЕГЭ), для того чтобы учащиеся заранее подготовиться к экзаменам и предстоящее тестирование не вызывало страха.
Многократное повторение близких по содержанию знаний понятий, безусловно, способствует более прочному и осмысленному пониманию главнейших теоретических положению курса, более активному приобретению навыков и умений. Для того чтобы обучающиеся могли применять химические знания, составляются задачи с профессиональным содержанием.
При решении расчетных задач, также учитывается уровень знаний и способностей учащихся. Одну и ту же задачу можно решить разными способами, и существуют методические разработки, в которых учитывается правостороннее и левостороннее развитие ученика. Также мною были составлены карточки с заданиями для каждого ученика, что заставляет, не надеется на списывание у соседа, а решить все самому.
Разноуровневый подход используется и при задании домашней работы. Учащимся задается определенное количество заданий (задачник). Из них он может выполнить обязательный минимум, а также свыше этого минимума. Важный психологический эффект: самостоятельный выбор задания дает дополнительную возможность самореализации ученику, и предмет становится ему интереснее. Из всех заданий ученик выбирает тот уровень сложности, на который способен «замахнуться», и таким образом сам как бы отслеживает уровень своей компетентности. И, наконец, выбирая свои задачи, ученик волей-неволей читает остальные. Таким образом, его учебный кругозор становится шире, то есть он знает гораздо больше задач, чем решает, а также учится с первого взгляда оценивать сложность задачи.
Таким образом, основная цель разноуровневой дифференциации состоит в том, чтобы создать условия для самореализации каждого ученика в соответствии с его интересами и, главное, возможностями. Эта технология позволяет учащимся реально оценивать свои силы, а также видеть свои достижения. В результате повышается интерес к предмету, между учителем и учащимися устанавливаются партнерские отношения, снижается психологическое напряжение учащихся на уроках. Повышается качество знаний и активность слабоуспевающих учащихся.
Никто не оспаривает тот факт, что химия – это очень важная наука. Но она скучна, если опирается только на научные достижения и факты. Модернизация образования предполагает ориентацию не только на усвоение каждым обучающимся определенной суммы знаний, но и на развитие его личности, познавательных и созидательных способностей. Очень важным при этом является практическое применение полученных на уроках знаний в повседневной жизни, окружающем мире.
Технологии интенсификации обучения на основе схемных и знаковых моделей учебного материала (В.Ф.Шаталов)
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.
1.Опорные сигналы.
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. 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 СО2, 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).
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.
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.
7. Оформить смысловые блоки и опорные сигналы в них в окончательном варианте, в цвете.
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:
правила составления химических формул и уравнений;
правила и последовательность описания химических элементов, свойств веществ, протекание химических реакций;
рациональный способ решения расчетных, экспериментальных и расчетно-экспериментальных задач;
оптимальный план проведения химического анализа неорганических и органических веществ;
определенный порядок приготовления растворов заданной концентрации
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.
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 . 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 валентности и 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.
Прочитайте текст расчетной химической задачи.
Запишите кратко условия и требования задачи с помощью общепринятых условных обозначений.
Составьте химические формулы, уравнения реакций в соответствии с содержанием расчётной химической задачи и её требованием.
Составьте рациональный план решения задачи.
Продумайте, какие дополнительные данные можно извлечь из химических формул, уравнений реакций для реализации требований задачи.
Произведите все необходимые в данной задаче действия с заданной математической точностью.
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:
Определить цель сравнения объектов.
Выделить признаки, по которым нужно произвести сравнение.
Найти сходство или различие между сравниваемыми объектами.
Сделать вывод.
Алгоритм классификации:
Определить цель классификации.
Выделить существенные признаки объектов.
Сравнить признаки различных объектов.
Выбрать основания для классификации.
Разделить объекты по выбранному основанию
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.
Таким образом, различные виды технологий способствуют развитию познавательных и творческих интересов у учащихся.