Технология проблемного обучения на уроках химии

Технология проблемного обучения на уроках химии
О.В. Плотникова
ГБПОУ ВО «ВГПГК»

Социально-экономическая ситуация в России требует переосмысления теоретических подходов и практических решений, связанных с профессиональной подготовкой молодежи к динамично изменяющимся рыночным условиям. Современному производству в любой отрасли необходимы универсалы, которые не просто могут выполнять установленные функции по заданному алгоритму, но и в состоянии решать проблемные задачи, находить выход из сложных ситуаций, предвидеть последствия принимаемых решений. Современный специалист должен быть творческой личностью, готовой к непрерывному образованию, иметь системно-ориентированный стиль мышления, обладать способностью саморазвития.
Еще Василий Александрович Сухомлинский в своей книге «Сердце отдаю детям» - писал: «Чтобы не превратить ребёнка в хранилище знаний, кладовую истин, правил и формул, надо учить его думать». Конечно, нет ничего плохого в том, что ученики знают и правила, и формулы. Это весьма и весьма желанный результат процесса обучения. Но не главный! Цель не в том, чтобы ученик заучил готовые истины, - в том, чтобы он умел их приобретать, вырабатывать, открывать сначала для себя, а впоследствии, может быть, и для всего человечества.
Идея проблемного обучения не нова. Величайшие педагоги прошлого всегда искали пути преобразования процесса учения в процесс познания, развития умственных сил и способности учащихся (Я.А. Коменский, Ж.-Ж. Руссо, И.Г. Песталоцци, Л. Дистервег, К.Д. Ушинский и др.). В XX столетии идеи проблемного обучения получили развитие и распространение в образовательной практике.
В нашей стране фундаментальные работы, посвященные теории и практике проблемного обучения, появились в конце 1960-х - начале 1970-х гг. В разработке принципиальных положений этого метода активное участие принимали Т. В. Кудрявцев, И.Я. Лернер, А.М. Матюшкин, М.И. Махмутов, В. Оконь, М.Н. Скаткин и другие.
Концепция проблемного обучения связана с интенсификацией обучения традиционного, предполагающей поиск резервов умственного развития учащихся и прежде всего - творческого мышления, способности к самостоятельной познавательной деятельности.
К аналогичному выводу подводят учителей и психологи. «Знания не могут быть ни усвоены, ни сохранены вне действий обучаемого. Вместо двух проблем – передать знания и сформировать умения и навыки поведения – перед обучением теперь стоит одна: сформировать такие виды деятельности, которые с самого начала включают в себя заданную систему знаний и обеспечивают их применение в заранее предусмотренных пределах». На разрешение данной задачи и претендует проблемное обучение. Применение технологии проблемного обучения в связи с этим позволяет научить учащихся мыслить логично, научно, диалектически, творчески; способствует переходу знаний в убеждения; формирует у учащихся интерес к научному знанию; вызывает у них глубокие интеллектуальные чувства, в том числе чувства удовлетворения и уверенности в своих возможностях и силах.
Проблемное обучение выполняет ряд важнейших функций:
1. воспитание навыков творческого усвоения знаний (применение системы логических приемов или отдельных способов творческой деятельности);
2. воспитание навыков творческого применения знаний (применение усвоенных знаний в новой ситуации) и умений решать учебные проблемы;
3. формирование и накопление опыта творческой деятельности (овладение методами научного исследования, решения практических проблем и отображения действительности);
4. формирование мотивов учения, социальных, нравственных и познавательных потребностей.
Существуют различные уровни проблемного обучения. Каждый ученик должен пройти все эти уровни последовательно, иначе результат от применения проблемного обучения будет приближаться к нулю. Если невозможно индивидуализировать задания, то их подбор должен ориентироваться хотя бы на работу в группах.
М.И. Махмутов условно выделяет четыре уровня проблемного обучения:
1. Уровень обычной несамостоятельной активности восприятие учащимися объяснении педагога, усвоение образца умственного действия в условиях проблемной ситуации, выполнение самостоятельных работ, упражнений воспроизводящего характера.
2. Уровень полусамостоятельной активности характеризуется применением усвоенных знаний в новой ситуации и участие учащихся в совместном с педагогом поиске решения поставленной учебной проблемы.
3. Уровень самостоятельной активности предусматривает выполнение самостоятельных работ репродуктивно-поискового типа, когда обучаемый самостоятельно работает по тексту учебника, применяет усвоенные знания в новой ситуации, конструирует решение задачи среднего уровня сложности, путем логического анализа доказывает гипотезы с незначительной помощью педагога.
4. Уровень творческой активности характеризует выполнение самостоятельных работ, требующих творческого воображения, логического анализа, открытия нового способа решения, самостоятельного доказательства. На этом уровне делаются самостоятельные выводы и обобщения, изобретения. В проблемном обучении знания «не передаются учащимся в готовом виде, а приобретаются ими в процессе самостоятельной познавательной деятельности в условиях проблемной ситуации».
Проблемное обучение применимо практически для изучения всех предметов, мне бы хотелось рассмотреть возможности и особенности применения проблемного обучения при изучении химии.
ФГОС по химии ориентирует преподавателя на организацию учебного процесса, в котором ведущая роль отводится самостоятельной познавательной деятельности учащихся. К сожаленью, современное состояние изучения химии в колледже испытывает ряд трудностей. Общеизвестно, что дисциплина «Химия» всегда вызывала у учащихся помимо интереса большие трудности при её изучении. Эти трудности связаны, как правило, со следующими причинами:
– большой объём теоретического материала;
– сложный для понимания учащихся язык изложения учебного пособия;
– недостаточная сформированность общеучебных умений и как следствие – развитие таких черт личности как невнимательность, неусидчивость, отсутствие мотивации изучать химию.
Абитуриенты, поступающие в колледж не всегда готовы к такому методу т.к. школьное изучение химии сейчас напоминает своего рода конвейер, где фактически на каждом уроке происходит изучение нового материала. И эта быстрота резко уменьшает возможности творческого подхода к изучению темы. В традиционном варианте подачи информации особенно страдают те ученики, которые не обладают высокими возможностями для усвоения большого количества материала. Им нужно напрягать все свои силы, чтобы справиться с всё нарастающим с годами обучения объёмом фактической информации. А в это время те, кто разобрался в материале, вынуждены «ловить ворон» и считать проезжающие за окном автомобили. Таким образом, теряется мотивация и у тех и у других.
Столкнувшись с проблемой неуспеваемости учащихся  при изучении химии, я решила, что наиболее удачным приемом подачи материала является проблемное обучение. Проблемное обучение используется как элемент в таких технологиях как развивающее обучение, технология критического мышления, системно-деятельностный подход.
Химия – наука экспериментальная. Поэтому в основе преподавания лежит химический эксперимент как источник знаний, выдвижения и проверки гипотез, как средство закрепления знаний и их контроля. При этом преподаватель должен сделать так, чтобы не легкий учебный труд приносил учащимся удовлетворение, а желание вновь и вновь познавать новое. Для эффективного его усвоения большого объема теоретического материала требуется увеличение самостоятельной работы учащихся, ведь добытые собственным умом знания оказываются намного прочнее. В этом заключается актуальность использования технологии  проблемного  обучения на уроках химии.
Учебный предмет химия в силу своей практической направленности в полной мере способствует достижению главных целей проблемного обучения:
– развитию мышления и способностей учащихся, творческих умений;
– усвоению учащимися знаний, умений, добытых в ходе активного поиска и самостоятельного решения проблем, в результате чего эти знания, умения более прочные, чем при традиционном обучении;
– воспитанию активной творческой личности учащегося, умеющего видеть, ставить и разрешать нестандартные проблемы;
– развитию профессионального проблемного мышления.
На момент подбора материала к уроку закономерно возникает педагогическая проблема отбора материала (отдельных разделов, тем, пунктов) для осуществления проблемного обучения. Этот отбор требует проведения логического и дидактического анализа учебного материала, выяснения возможности постановки основных или других типов проблем, их эффективности в достижении целей обучения.
Создание творческой проблемной ситуации вызывает интерес даже у самых слабых учеников. Конечно, их стремление высказаться, дать оценку по тому или иному вопросу требует шлифовки, им не хватает аргументации, но планомерное применение проблемных заданий, желательно по всем дисциплинам курса даст стойкий результат в формировании независимой гражданской позиции будущих конкурентноспособных специалистов.
При подготовке к подобным занятиям важно помнить об их правильной организации. Поскольку показателем проблемности урока является наличие в его структуре этапов поисковой деятельности, то естественно, что они и представляют внутреннюю, главную часть структуры проблемного занятия.
Эти этапы таковы:
1) возникновение проблемной ситуации и постановку проблемы;
2) выдвижение предположений и обоснование гипотезы;
3) доказательство гипотезы;
4) проверку правильности решения проблемы.
Под учебной проблемой понимается 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.
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.
Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении, закреплении, контроле. Оптимально – это сочетание традиционного изложения с включением проблемных ситуаций.
Учебно-проблемная задача, которую надо решить, всегда формулируется в вопросе. Поэтому ученик всегда знает то, что ему пока неизвестно, что он должен найти, раскрыть, установить. Чем точнее поставлен вопрос, тем более чёткой будет задача, а, следовательно, более направленным будет поиск её решения. Но эта точность ни в коем случае не должна сводиться к простоте, не должна лишать проблемное задание его «проблемности».
Проблемное задание, безусловно, не должно быть слишком лёгким, но оно должно быть разрешимым. Ученики должны суметь его выполнить, иначе эффект может оказаться прямо противоположным. Вместо создания «ситуации успеха» мы создадим «ситуацию неуспеха», вместо того, что убедить учащегося в его мыслительных способностях, мы рискуем показать его интеллектуальное бессилие, в котором он вовсе и не виноват.
Если говорить об основных педагогических условиях для успешного применения проблемного обучения, то они таковы:
1. Проблемные ситуации должны отвечать целям формирования системы знаний.
2. Проблемные ситуации должны быть доступными для учащихся и соответствовать их познавательным способностям.
3. Проблемные ситуации должны вызывать собственную познавательную деятельность и активность.
4. Проблемные ситуации должны быть таковыми, чтобы учащийся не мог выполнить их, опираясь на уже имеющиеся знания, но достаточными для самостоятельного анализа проблемы и нахождения неизвестного.
Как уже говорилось выше, проблемное изучение материала направляет учащихся на самостоятельные поиски путей решения поставленной учителем, учебником или самой жизнью задачи и вызывает необходимость пользоваться при этом имеющимися знаниями и различными приёмами умственной деятельности. Важнейшую роль в этой системе играет проблемное задание, поэтому на технологии разработки проблемного вопроса
Осуществление  проблемного   обучения  возможно при следующих условиях:
– наличие  проблемной  ситуации;
– готовность ученика к поиску решения;
– возможность неоднозначного пути решения.
Использование проблемных ситуаций на уроках химии позволяет так организовать процесс усвоения основных понятий, законов, что эти знания становятся в дальнейшем инструментом познания, а не набором сложных непонятных слов.
Применительно к обучению химии обычно выделяют несколько видов и способов создания проблемных ситуаций на уроке (Н.Е.Кузнецова, М.А.Шаталов):
1) ситуация неожиданности,
2) ситуация конфликта,
3) ситуация опровержения,
4) ситуация предположения,
5) ситуация неопределенности,
6) ситуация выбора.
Приведем несколько примеров создания проблемной ситуации.
1.Ситуации неожиданности создаются при ознакомлении учащихся с материалом, вызывающей удивление, поражающей своей контрастностью, необычностью. Эмоциональная реакция учащихся является дополнительным мотивационным фоном создания проблемной ситуации и последующей постановки учебной проблемы. Например, в знакомстве с понятием аллотропии на уроке по теме "Металлы" учащимся можно сообщить следующий факт: о причинах трагической гибелью экспедиции англичанина Роберта Скотта. Дело в том, что при низкой температуре атомы олова перестраивают свою кристаллическую решетку и металл разрушается, “заболевает”. Название этой болезни – оловянная чума. При изучении темы «Железо» рассматриваем факт вхождения железа в состав гемоглобина крови. Студент решил подарить своей возлюбленной кольцо из железа собственной крови, но погиб, так и не собрав нужного количества. Возникает проблемный вопрос: «Что стало причиной смерти юноши?». Поиск ответа позволяет выйти на проблему сохранения здоровья человека и рассмотреть к чему приводит понижение содержания железа в организме человека и как восполнить недостаток железа при правильном сбалансированном питании.
2.Ситуации конфликта возникают при наличии противоречия между жизненным опытом учащихся, их бытовыми понятиями и представлениями и научными знаниями. При изучении темы «Строение атома углерода» рассматриваем электронное строение атома углерода и устанавливаем валентность 2, исходя из количества неспаренных электронов. Между тем валентность углерода в органических соединениях всегда равна 4. Более того, при постоянной валентности 4 степень окисления углерода в различных органических соединениях разная: от -4 до 4, даже возможна 0.
В теме «Химические свойства алкенов» отмечаем, что реакции гидрогалогенирования и гидратации для несимметричных алкенов идут по правилу Марковникова, но, например, для фторэтена данные реакции протекают вопреки данному правилу (объясняем причину этого явления). Одно из положений теории химического строения органических соединений А.М.Бутлерова гласит: «Атомы в молекулах оказывают взаимное влияние друг на друга». Докажите справедливость этого утверждения, взяв для примера метан, бензол и толуол.
3. Ситуация опровержения рождается, когда учащимся предлагается доказать на основе всестороннего анализа, синтеза и применения знаний несостоятельность какого-либо предположения. Так, все учащиеся знают, что углекислый газ не поддерживает дыхание, но бывают очень удивлены, когда узнают, что в малых концентрациях он необходим для возбуждения дыхательного центра. При изучении темы:  «Аминокислоты». Проговариваем и записываем определение с общей формулой аминокислот R–СH(NH2)–CООН. Акцентируем внимание на знакомые группы атомов.
Возникает проблемная ситуация о зависимости свойств от строения:– какие реакции возможны для аминокислот? Написать уравнения реакций?– о каком важном свойстве свидетельствуют эти реакции?– с какими неорганическими соединениями можно провести аналогию?
При изучении темы:  «Электролитическая диссоциация», задается вопрос,
из курса физики. Вы знаете, что электрический ток – это направленное движение заряженных частиц. Исходя из этого, объясните:
а) Почему кристаллы хлорида натрия не проводят электрический ток, хотя имеют ионную кристаллическую решетку?
б) Почему водный раствор бромоводорода проводит электрический ток, хотя в молекуле НВr ковалентная связь?
К ситуациям опровержения относятся задания на исправление ошибок. Например, в теме «Электролитическая диссоциация» предлагается следующее задание: учащийся написал уравнения диссоциации нескольких веществ; найдите, исправьте и объясните его ошибки:
H2SO4 = 2H + SO4
2Ca(OH)2 = 2Ca2+ + 2OH-
4. Ситуации предположения возникают в случаях, когда в процессе сопоставления какого-либо закона с ранее усвоенной информацией выявляется недостаточность этой информации для обоснования данного закона или же когда требуется доказать справедливость того или иного предположения, идеи, высказывания и т.д.
При изучении темы:  «Ароматические углеводороды» анализируя структуру бензола, учащиеся проводят аналогию с алкенами, предполагают, что он способен к реакциям присоединения. Однако знакомство с особенностями ароматической связи подводит их к предположению о других свойствах бензола.
При изучении темы «Карбоновые кислоты», задается вопрос, будет ли уксусная кислота, как кислота органическая,  проявлять общие свойства кислот? Учащиеся высказывают предположения, ставится эксперимент и дается теоретическое объяснение.
5. Ситуации неопределенности создаются в случаях, когда можно предложить учащимся задания с явно недостаточными или избыточными данными для получения однозначного ответа. При изучении темы «Состав веществ» учащиеся знакомятся с опытами, подтверждающими справедливость закона постоянства состава вещества (разложение воды электрическим током и вывод на этой основе формулы состава воды). Затем преподаватель задает вопрос, как бы сомневаясь в том, что состав вещества постоянен независимо от способа получения и нахождения в природе: «Действительно ли все вещества имеют постоянный состав?» В результате на уроке возникает ситуация неопределенности, признаком которой является то, что школьники затрудняются ответить на поставленный проблемно-поисковый вопрос. При изучении темы: «Карбоновые кислоты» преподаватель задает вопрос: уксусная или хлоруксусная; пропионовая или 2-метилпропионовая кислота сильнее? Аргументируйте свое предположение.
6. Ситуация выбора предполагает выбор из нескольких представленных вариантов ответов и его обоснование. Демонстрация или сообщение некоторых фактов, которые неизвестны учащимся и требуют для объяснения дополнительной информации, побуждают к поиску новых знаний. Например, демонстрируются аллотропные видоизменения элементов и предлагаю объяснить, почему они возможны, с чем может быть связано наличие у них различных физических свойств? Где может быть востребован алмаз, обладая высокой твердостью?
Алгоритм разрешения проблемной ситуации включает 4 этапа:
а) осознание проблемы, выявления противоречия, заложенного в вопросе, определение разрыва в цепочке причинно-следственных связей;
б) формулирование гипотезы и поиск путей доказательства предположения;
в) доказательство гипотезы, в процессе которого учащиеся переформулируют вопрос или задание;
г) общий вывод, в котором изучаемые причинно-следственные связи углубляются и выявляются новые стороны познаваемого объекта или явления.
Таким образом, совокупность целенаправленно сконструированных задач, создающих проблемные ситуации, призвана обеспечить главную функцию проблемного обучения – развитие умения мыслить на уровне взаимосвязей и взаимозависимостей.
Использование педагогической технологий  проблемного обучения позволяет превратить обычные уроки химии в развивающие.
Используя данный опыт, устойчивые результаты можно получить при следующих условиях:
1. Работа должна проводиться систематически.
2. Важна роль мотивации действий, понимание, чему научатся дети в процессе работы над текстом.
3. Задания должны быть посильными.
4. Новизна – важное условие повышение интереса учащихся.
5. Эффективность работы определяется тем, в какой мере ее выполнение активизирует познавательные способности учащихся.

Список используемой литературы:
1. Выготский Л.С. Избранные психологические исследования. М., 1956.
2. Давыдов В. В. Теория развивающего обучения. М.: ИНТОР, 2006. - 544 с.
3. Заир-бек С.И. Развитие критического мышления на уроке: пособие для учителей общеобразовательных учреждений / С.И. Заир-бек, И.В. Муштавинская. М.: Просвещение, 2011.
4. Кудрявцев Т.В. Психология технического мышления. - М., 1971.
5. Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. М., 1975.
6. Лернер И.Я. Проблемное обучение. М., 1974.
7. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе. М., 2007
8. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. Под ред. Полат Е.С. - М., 1999.
9. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. М.,2009.
10. Сухомлинский В.А. Сердце отдаю детям. Киев, 1969.
11. Мишина Т.И. «Формирование ключевых компетентностей школьников посредством проблемно-ориентированного обучения на уроках химии». Ресурсы Интернет.
12. Амирханян Ю.С. «Особенности использования проблемного обучения на уроках химии». Ресурсы Интернет.











Заголовок 1Заголовок 415