Педагогическая технология проблемного обучения (М.И. Махмутов).

Цель: активизация мыслительной деятельности учащихся.

Осуществление проблемного обучения возможно при данных условиях:

— наличие проблемной ситуации; — готовность ученика к поиску; — возможность неоднозначного пути решения.

Этапы:

  1. Подготовка к восприятию проблемы.
  2. Создание проблемной ситуации.
  3. Формулирование проблемы.
  4. Процесс решения проблемы.
  5. Доказательство правильности избранного решения, подтверждение его на практике, если это возможно.
Формы работы: индивидуальная, групповая.

Способы организации проблемного обучения:

  • Подвести уч-ся 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 уч-ся 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).

Учитель создает проблемные ситуации:

  1. На уроках изучения нового материала
    1) проблемные вопросы, ситуации, проблемное изложение
    2) демонстрация опытов с проблемным содержанием;
    3) на уроках решения задач.
  2. На уроках применения знаний и умений 1) лабораторные и практические занятия.
  3. На уроках обобщения и систематизации знаний (применение знаний в новой ситуации)

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.

Таким образом, этап создания на уроке проблемной ситуации требует от учителя большого мастерства. Обучающийся ставится в позицию субъекта обучения и, как результат, у него образуются новые знания.

Творческие задания, вклиниваясь в процесс обучения химии, обогащают его новыми методическими приёмами и формами работы, побуждают осуществлять поиск новых знаний, путей и способов их решения в новых непривычных, нестандартных условиях, вызывают интерес и опираются на прежний опыт. Таким образом, можно сделать вывод, что для успешного обучения школьников необходимо вызвать у учащихся интерес к овладению знаниями.

Примеры способов создания проблемных ситуаций при обучении химии:

  1. Демонстрация или сообщение некоторых фактов, которые учащимся неизвестны и требуют для объяснения дополнительной информации. Они побуждают к поиску новых знаний. Например, учитель демонстрирует аллотропные видоизменения элементов и требует объяснить, почему они возможны.
  2. Использование противоречия между имеющимися знаниями и изучаемыми фактами, когда на основании известных знаний учащиеся высказывают неправильные суждения. Например, учитель задаёт вопрос: может ли при пропускании оксида углерода (IV) через известковую воду получиться прозрачный раствор? Учащиеся на основании предшествующего опыта отвечают отрицательно, а учитель показывает опыт с образованием гидрокарбоната кальция.
  3. Объяснение фактов на основании известной теории. Например, почему при электролизе раствора сульфата натрия на катоде выделяется водород, а на аноде кислород? Учащиеся должны ответить на вопрос, пользуясь справочными таблицами: рядом напряжений металлов, рядом анионов, расположенных в порядке убывания способности к окислению, и сведениями об окислительно-восстановительной сущности электролиза.
  4. С помощью неизвестной теории строится гипотеза и затем проверяется практикой. Например, будет ли уксусная кислота как органическая кислота проявлять общие свойства кислот? Учащиеся высказывают предположения, учитель ставит эксперимент, а затем даётся теоретическое объяснение.
  5. Нахождение рационального пути решения, когда заданы условия и дана конечная цель. Например, учитель предлагает экспериментальную задачу: даны три пробирки с веществами. Определить эти вещества наиболее коротким путём, с наименьшим числом проб.
  6. Нахождение самостоятельного решения при заданных условиях. Это уже творческая задача, для решения которой недостаточно урока. Нужно дать учащимся возможность подумать дома, использовать дополнительную литературу.
  7. Принцип историзма также создаёт условия для проблемного обучения. Например, поиск путей систематизации химических элементов, приведший, в конечном счёте, Д.И.Менделеева к открытию периодического закона. Многочисленные проблемы, связанные с объяснением взаимного влияния атомов в молекулах органических веществ на основе электронного строения, также являются отражением вопросов, возникших в истории развития органической химии.

Необычные задания обычной химии.

Тема «Металлы».

Задание. Преступник, чтобы скрыть следы преступления, сжег окровавленную одежду. Однако судебно-медицинская экспертиза на основании анализа пепла установила наличие крови на одежде. Каким образом?

Ответ. После сгорания в пепле остаются химические элементы, входившие в состав сгоревшего объекта. Кровь отличается от любой ткани более высоким содержанием железа, входящего в состав гемоглобина. Если в пепле обнаружится повышенное содержание железа, значит, на одежде была кровь.

Задание. На западе Франции, в Бретани, улитки стали обгрызать краску с наружных стен домов, заползая на высоту до четырех метров. Попытайтесь объяснить этот факт и предложить варианты решения проблемы.

Ответ. Улиткам требуется кальций, идущий на построение раковины. Если заменить меловую краску краской на масляной основе, то проблема, по-видимому, будет решена.

Задание. Художники-реставраторы отмечают, что картины, написанные масляными красками, очень быстро тускнеют. Особенно белая краска со временем приобретает серый оттенок, что, естественно, влияет на качество картины. Что же происходит с белыми красками на воздухе и как это можно предотвратить?

Ответ. Белый пигмент — это свинцовые белила. Это вещество представляет собой карбонат свинца (II). Он реагирует с сероводородом, содержащимся в воздухе, образуя сульфид свинца (II) соединение черного цвета:

РbСО3 + H2S = PbS + H2COs

Если же обработать накопившийся PbS пероксидом водорода, то образуется сульфат свинца (II) — соединение белого цвета

PbS + 4Н202 = PbS04 + 4Н20

Таким способом можно реставрировать почерневшие картины, написанные маслом.

Тема «Минеральные удобрения».

Задание. Чем можно объяснить, что в конце лета на огуречных грядках, когда урожай почти весь собран, встречаются огурчики — «уродцы»? Одни из них похожи на скрюченный перец (хвостики огурчиков тонкие и загибаются), другие — на непривлекательную грушу.

Ответ. Огурцы, похожие на скрюченные перцы, вырастают на грядках, когда растениям не хватает азота, а плоды напоминающие грушу, — если недостает калия растениям в больших количествах.

Тема «Неметаллы».

Задание. В педагогических классах старых гимназий, готовящих гувернанток, преподавался обязательный курс гигиены. Курс был основательный и подробный, затрагивающий различные области естествознания. Попытайтесь предложить эксперимент, который бы позволил ответить на следующие вопросы, содержащиеся в учебнике Д.И. Атропова и В.И.Завьялова » Начальный курс гигиены для средних учебных заведений» (1915 г).

Чтобы не заметно было, что молоко прокисло, в него добавляли соду. Как это можно выявить?

Ответ. Капнуть уксусной кислоты. Выделение СО2 указывало на присутствие гидрокарбоната натрия.
Молоко разбавляли водой, а чтобы прозрачность его не увеличивалась, добавляли крахмал. Как распознать фальсификацию?

Ответ. Капнуть спиртовой раствор йода. Синее окрашивание изобличало нечестных торговцев.
Задание. Античные сооружения Акрополя в Афинах за период времени с I960 по 1980 г. пострадали от загрязнения воздуха больше, чем за два с половиной предыдущих тысячелетия. Чем это объясняется?
Ответ. Причина такого положения в том, что атмосфера Афин оказалась чрезвычайно загрязненной выбросами промышленных предприятий и транспорта. Специалисты выяснили, что предприятия и транспорт выделяют в атмосферу так много S02, что этот оксид выпадает на землю в виде кислотных дождей. В атмосфере оксид серы (IV) окисляется до оксида серы (VI):

SO2 + 02= 2SO3
Образующийся оксид серы (VI) реагирует с влагой воздуха, и поэтому появляются облака, которые несут кислотные дожди

SOs + н2о = H2S04
Кислотные осадки воздействуют на мрамор древних статуй и колонн, усиленно их разрушая:

СаСО3 + H2S04= CaS04 + С02+ Н20

(мрамор)

По этой же причине несколько лет назад из Летнегосада в Санкт-Петербурге все подлинные статуи, являющиеся произведениями искусства, были убраны и заменены копиями.

Органическая химия.

Тема «Белки».

Задание. Почему нельзя сушить обувь из натуральной кожи на батарее отопления?

Ответ. Из чего обувь? Натуральная кожа образована из белков — коллаген, кератин, эластин. Как влияет температура? Происходит денатурация — нарушение естественной структуры белка, разрыв связей, поддерживающих II и III структуры и деструкция — разрушение макромолекул белка, с выделением газообразных веществ — NH3, H2S, CO2 и т.д. (Эти процессы изменяют прочность кожи и размер обуви).

Тема «Жиры и мыла».

Задание. Почему женщины, изображённые на картине французского художника Жана Франсуа Милле «Прачки» имеют красные опухшие руки?

Ответ. В горячей воде происходит гидролиз мыла с образованием щелочи, которая разъедает руки.

Задание. Почему самое жирное молоко у дельфинов (40%)?

Ответ. Жиры молока — источник энергии для детёнышей. Нерегулярное кормление, быстрый рост детёнышей, высокая активность животных и большая отдача тепла во внешнюю среду — причины высокой жирности молока самок дельфинов.

Задание. У какой рыбы, обитающей в озере Байкал, жир играет роль плавательного пузыря?

Ответ. Тело голомянки из-за высокого содержания жира (35-40%) прозрачно. Жир позволяет ей обитать на большой глубине (до 1000м) и жить при круглогодичной температуре 3-50 С.

Тема «Углеводороды».

Задание. Как образуются «блуждающие огоньки» на болоте?

Ответ. При гниении растительных остатков на дне болот под влиянием микроорганизмов образуется болотный газ — метан, который способен самовоспламеняться на воздухе, порождая «блуждающие огоньки».

Тема «Углеводы».

Задание. Почему недостаток глюкозы в организме вызывает потерю сознания?

Ответ. Глюкоза служит главным субстратом тканевого дыхания и должна поступать в клетки непрерывно. Особенно чувствительны клетки головного мозга, которые не могут использовать другие метаболиты в качестве источника энергии. Недостаток глюкозы вызывает потерю сознания.

Тема «Высокомолекулярные соединения».

Задание. Почему нельзя делать птичьи домики из пластмассы?

Ответ. Пластмассовые домики крайне опасны для птиц, так как пластмассы в отличие от дерева не способны впитывать влагу и через мельчайшие поры выпускать её наружу. Поэтому водяные пары, выделяемые при дыхании, поглощаются подстилкой и не покидают домик. В домике образуется повышенная влажность, которая губительна для птиц.

Опыт показывает, что творческие действия учащихся не возникают произвольно, их нужно целенаправленно развивать в процессе обучения. Творческие способности у школьников рождаются в процессе формирования их познавательной активности и самостоятельности. Поэтому при составлении вопросов важно учитывать, что вопросы должны сочетать научность, проблемность и занимательность, иметь познавательную и практическую ценность, базироваться на внутри- и меж предметной основе.