Автор: учитель химии, биологии 1 категории МКОУ «Верхнетеченская СОШ» с.Верхняя Теча Катайского района Курганской области Баженова Елена Викторовна Мастер – класс Проблемное обучение в преподавании химии и биологии

Цель: Познакомить с методикой проблемного обучения, использованием технологии проблемного обучения на уроках и во внеурочной деятельности

Целью современного образования является воспитание внутренне свободного, активного, творческого человека с проектно- ориентированным интеллектом, способного к самоосуществлению в культуре и социуме.

«Плохой учитель преподносит истину, хороший учит её находить» А.Дистервег «Настоящий учитель показывает своему ученику не готовое задание, над которым положены тысячелетия труда, но ведет его к разрабатыванию строительного материала, возводит здание с ним вместе, учит его строительству…»

Развитию познавательных и творческих интересов у учащихся, исследовательских навыков способствуют различные виды технологий в том числе и технология проблемного обучения

Проблемное обучение – это тип развивающего обучения, в котором сочетаются систематическая самостоятельная поисковая деятельность учащихся с усвоением ими готовых выводов науки, а система методов построена с учетом целеполагания и принципа проблемности; процесс взаимодействия преподавания и учения ориентирован на формирование познавательной самостоятельности учащихся, устойчивых мотивов учения и мыслительных, включая и творческие способности в ходе усвоения ими научных понятий и способов деятельности, детерминированного системой проблемных ситуаций. М.И.Махмутов

Проблемное обучение – это такая организация педагогического процесса, когда ученик систематически включается учителем в поиск решения новых для него проблем. Структура процесса проблемного обучения представляет собой систему связанных между собой и усложняющихся проблемных ситуаций. Метод проблемного обучения – творческий, оригинальный подход к обучению, требующий активной, поисковой, исследовательской работы школьников. Учащиеся в ходе урока получают не готовые объяснения нового материала, а работают с ним самостоятельно

Этапы урока 1. Мотивация. Создание проблемной ситуации. 2. Выдвижение гипотез и их запись на доске. 3. Исследование (теоретическое, практическое). 4. Обмен информацией (при работе в группах). Представление работы. 5. Обработка информации (выделение значимой информации, подтверждение или опровержение высказанных ранее гипотез). 6. Подведение итогов урока. Вариант(ы) решения проблемы. 7. Рефлексия. 8. Домашнее задание

Проблемная ситуация – это интеллектуальное затруднение человека, возникающее в случае, когда он не знает, как объяснить возникшее явление, факт, процесс, не может достичь цели известным ему способом. Это побуждает человека искать новый способ объяснения или способ действия.

Методы решения проблемной ситуации Поисковый Исследовательский: индуктивное (от частного к общему) и дедуктивное (от общего к частному) исследование. Проектирование.

Этапы практического использования методики проблемного обучения Разработка проблемных вопросов. Из опыта работы следует, что проблемный вопрос должен быть: - сложным, сопряженным с противоречиями; - увлекательным, но соответствующим логике науки; - ёмким, способным охватить широкий круг вопросов; - создающий затруднения, необходимые для проблемной ситуации.

Перевод проблемного вопроса в проблемную ситуацию осуществляется: - через углубление проблемного вопроса; - через поиск разных граней его решения; - через сопоставление разных вариантов ответов. Формы решения проблемных ситуаций: - дискуссия; - научный спор; - проблемная лекция; - проблемные задачи и задания; - задачи исследовательского характера; - исторические документы, тексты из литературных произведений, материалы с проблемной направленностью.

Определение факторов создания проблемных ситуаций: уровень развития учащихся; характер исторического материала; педагогические цели; творческие и познавательные способности учащихся, их интересы и потребности; организация поисковой работы; стимуляция личной заинтересованности в разрешении проблемной ситуации; выявление причинно-следственных связей.

Создание блоков проблемных уроков. Подготовка проблемных домашних заданий. Разработка проблемного дидактического и контрольного материала.

Способы проблемного обучения: проблемное изложение, поисковая беседа, самостоятельная поисковая и исследовательская деятельность учащихся.

Проблемное изложение наиболее уместно в тех случаях, когда учащиеся не обладают достаточным объемом знаний, когда они впервые сталкиваются с тем или иным явлением и не могут установить необходимые ассоциации.. В этом случае поиск осуществляет сам учитель. Так, например, формирование понятия об ароматической связи в молекуле бензола возможно, если проследить историю синтеза и изучения бензола через анализ формулы Кекуле. Таким образом, учитель не просто сообщит выводы науки, а раскроет путь, который привел к этим выводам.

Поисковая беседа – это такая беседа, в процессе которой учащиеся, опираясь на уже известный им материал, под руководством учителя ищут и самостоятельно находят ответ на поставленный проблемный вопрос. Поисковая беседа обычно проводится на основе создаваемой учителем проблемной ситуации. При этом учащиеся самостоятельно намечают этапы поиска, высказывая различные предположения, выдвигая варианты решения проблемы.

Тема урока «Фосфор и его соединения» в 9 классе. 1.Актуализация и мотивация. «О нем можно сказать: Он светоносный элемент И спичку вам зажжет в момент. Сожгут его и под водой, Оксид его затем станет кислотой». 2. Проблемный вопрос ? В переводе с греческого «фосфор» означает «светоносный». Так ли это на самом деле?». 3. Проблемная ситуация Знаменитый минералог, один из основоположников науки геохимии, академик А.Е.Ферсман назвал фосфор «элементом жизни и мысли». Как вы считаете почему?

Тема урока «Коррозия металлов». Демонстрация опыта «Предохранение металла от коррозии при помощи ингибиторов» В двух пробирках налит раствор серной кислоты (1:5). Поместим в каждую по железной кнопке. Что наблюдаете? Затем в одну из пробирок добавим 3-4 капли йодида калия. Что видите теперь? Как это можно объяснить?

Самостоятельная деятельность учащихся исследовательского характера является высшей формой самостоятельной деятельности и возможна лишь тогда, когда они обладают достаточными знаниями, необходимыми для построения научных предположений, а также умением выдвигать гипотезы. Одним из путей осуществления данного способа организации проблемного обучения является постановка исследовательских заданий. Особенностью исследовательских заданий является то, что сначала, как правило, выполняется практическая работа по сбору фактов (опыты, эксперимент, наблюдение, работа над книгой, сбор материала), а затем их теоретический анализ и обобщение.

Должны мы на уроке истину установить, При этом формулы, законы не забыть. Эксперимент сначала проведем, Подумаем, помыслим и теорию учтем. Дерзая, споря, новое откроем И постепенно нужное усвоим.

Так, при изучении свойств щелочных металлов можно предложить следующее задание: «Выявить роль воды в реакциях взаимодействия щелочных металлов с растворами различных солей». Для создания проблемной ситуации учитель может предложить проблемный вопрос: «Каким образом будет происходить реакция между литием и раствором сульфата меди (II)?» При проведении эксперимента и дальнейшем анализе его результатов учащиеся приходят к пониманию сущности протекающих процессов.

Приемы создания проблемной ситуации. Проблемные ситуации могут быть с удивлением и с затруднением. Не случайно Луи де Бройль сказал: «Знания - это дети удивления и любопытства». Проблемную ситуацию можно создать разными приемами. Прием 1. Демонстрацию или сообщение некоторых фактов, которые учащимся неизвестны и требуют для объяснения дополнительной информации. Они побуждают к поиску новых знаний. Например, учащиеся еще не знают, что хлорид аммония может возгоняться, а им предлагают вопрос, как разделить смесь хлорида аммония и хлорида калия.

Прием 2. Учитель может предъявить классу противоречивые факты, научные теории или взаимоисключающие точки зрения. Например, водород – единственный элемент, не имеющий постоянного «места жительства», т.е занимает в ПСХЭ Д.И.Менделеева два места: среди щелочных металлов и галогенов. В чем причина его двойственного положения?

«Мощь и сила науки – во множестве фактов, цель – в обобщении этого множества» (Д. И. Менделеев) Так, на уроке химии в 9 классе «Соединения серы», привожу такие данные: «Сероводород H2S – бесцветный газ с резким запахом, очень ядовит, вызывает отравление, признаками которого являются: потеря обоняния, головные боли и тошнота. Противоядие - свежий воздух. Но вместе с тем H2S имеет лечебное значение. Как можно объяснить этот факт?».

Прием 3. Использование противоречия между имеющимися знаниями и изучаемыми фактами, когда на основании известных знаний учащиеся высказывают неправильные суждения. Например, учитель задает 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.

Прием 4. Объяснение явлений, процессов, проведение опытов (исследований), решение задач на основании известной теории, фактов. Тема урока «Основания» в 8 классе. Почему при реакции нейтрализации гидроксида железа (3) соляной кислотой индикатор не нужен? Почему реакцию нейтрализации щелочи кислотой проводят в присутствии индикатора?

Прием 5. Построение гипотезы на основе известной теории, а затем ее проверку. Тема урока «Кислородные соединения углерода» - 9 класс. По составу оксид углерода(4) относится к оксидам неметаллов. Степень окисления углерода: +4, значит, что произошло полное окисление его атома. Это дает возможность утверждать, что данный оксид способен проявлять общие свойства оксидов неметаллов. Будет ли оксид углерода(4) взаимодействовать с водой и щелочами?» Учащиеся предполагают, что будет. Затем гипотеза проверяется опытом.

Прием 6. Нахождение рационального пути решения, когда заданы условия и дается конечная цель. Тема урока «Чистые вещества и смеси». Предложите наиболее рациональные способы разделения смесей, состоящих из: а) порошков железа и серы; б) поваренной соли, древесных стружек, песка.

Прием 7. Нахождение самостоятельного решения при заданных условиях Школьник решил получить хлорид меди(2). Он взял медную проволоку и раствор соляной кислоты. Но как он не старался, медь в соляной кислоте не растворялась. Помогите юному химику получить хлорид меди(2). Какие вещества нужно для этого взять? Составьте уравнения реакций.

В трех склянках без этикеток находятся растворы солей: нитрат серебра, хлорид меди (2), хлорид калия. Как, не применяя дополнительных реактивов, определить, где какое вещество? Составьте план ответа, запишите необходимые уравнения химических реакций. Если потребуется, отметьте признаки и условия их протекания.

Прием 8. Принцип историзма также создает условия для проблемного обучения. Например, поиск путей систематизации химических элементов, приведший, в конечном счете Д.И. Менделеева, к открытию периодического закона. Многочисленные проблемы, связанные с обеспечением взаимного влияния атомов в молекулах органических веществ на основе электронного строения, также являются отражением вопросов, возникавших в истории развития органической химии (например, аминокислоты, толуол, фенол)

- «Пищеварительная система» 8 класс: В настоящее время широкое распространение получило вегетарианство, то есть употребление в пищу только растительных продуктов. Как вы относитесь к идее вегетарианского питания и почему? Дайте обоснованный ответ». «Деление клетки». На фоне таинственной музыки звучат слова американского биолога Меллера: «Каждую секунду в нашем теле сотни миллионов неодушевленных, но очень дисциплинированных маленьких балерин сходятся, расходятся, выстраиваются в ряд и разбегаются в разные стороны, словно танцоры на балу, исполняющие сложные па старинного танца. Этот танец древнейший на Земле. Танец Жизни. В таких танцах клетки тела пополняют свои ряды, и мы растем и существуем». Как вы думаете, о каком процессе идет речь?

«Организм как единое целое» Один - в земле копается, Другой – в лучах купается. И хотя они друзья, Поменяться им нельзя. О чем идет речь в этой загадке? Почему они названы друзьями? Почему им нельзя поменяться? «Питание растений» Отрывок из стихотворения В.Солоухина: Вы проходите мимо цветка? Наклонитесь, Поглядите на чудо, Которое видеть вы раньше Нигде не могли. Он умеет такое, Что никто на Земле не умеет… В одной популярной книге по физиологии сказано: «Каждую секунду в Красном море миллионы кораблей терпят крушение и опускаются на дно. Но миллионы новых кораблей выходят из гаваней вновь в плавание». Что подразумевается под «кораблями» и «гаванями»?

Умение видеть проблемы – интегральное свойство, характеризующее мышление человека. Развивается оно в течение длительного времени в самых разных сферах деятельности, и все же для его развития можно подобрать специальные упражнения и методики, которые в значительной мере помогут в решении этой сложной педагогической задачи.

Задания, развивающие мышление школьников на уроках химии. Задание 1. «Необычное в обычном». Способность изменять собственную точку зрения, смотреть на объект исследования с разных сторон Например, при рассмотрении свойств воды или низших спиртов учащиеся вдруг обращают внимание на то, что вода и этиловый спирт находятся в жидком состоянии при обычных условиях, несмотря на низкие значения относительных молекулярных масс, тогда как имеющие гораздо большие значения Mr хлор и бутан являются газами. Решение этой проблемы позволяет сформировать представление о водородной связи.

Задание 2. «Найти особенное и единичное в общем». Рассмотрение физических свойств галогенов позволит выделить единичное (йод – твердое вещество, бром – жидкость) и особенное (фтор и хлор – газы). Знакомство с химическими свойствами галогенов дает возможность в общем (вытеснительный ряд галогенов: фтор – хлор – бром – йод) показать особенное (вытеснение более активными галогенами менее активных из растворов их солей или бескислородных кислот, за исключением фтора) и единичное (способность фтора взаимодействовать с водой).

Задание 3. «Охарактеризовать химический объект многопланово». Классификационная характеристика азотной кислоты в этом ракурсе может быть представлена так: это одноосновная, кислородсодержащая, растворимая, сильная кислота, которая необратимо диссоциирует по одной ступени и поэтому образует только один ряд солей – средние или нитраты.

Задание 4. «Увидеть в другом свете». В обучении химии большие возможности для конструирования заданий этого типа дает использование приема анимации (от лат. anima – жизнь, душа). Т.е. наделение неживых объектов учебного предмета (элементов, веществ или химических реакций) характеристиками, свойственными живому, в частности человеку, – своеобразное «очеловечивание» этих объектов. Например, общую идею таких заданий может отражать общее название «Художественный образ вещества или процесса».

Сказка «Красавец Алюминий» В Периодическом царстве, Химическом государстве жил – был красавец Алюминий: очень легкий, серебристо – белый металл, но характер у него был вспыльчивый, он очень быстро реагировал со старушками кислотами, щелочами и даже водой. И страдал наш герой, потому что был он очень общителен, разговорчив, он мог бы быть душой любой компании, но никто не хотел дружить с ним. И тогда решил Алюминий уйти из царства. И пошел куда глаза глядят. Долго ли, коротко ли бродил Алюминий, но встретил по дороге дом, восьмерка на доме том, а в окно выглядывает очень веселый газообразный Кислород. Кислород пригласил в гости Алюминий, но тот долго не соглашался, а потом рассказал про свою беду. - Да, страшно жить одному. Я даже не представляю, как бы я жил без своего друга Водорода и без своей сестрички Серы. Но из каждого положения есть выход. Нужна тебе необыкновенная одежда, чтобы она не растворялась ни в кислоте, ни в щелочи, а уж в воде и подавно. Вот тогда – то ты сможешь жить, как все другие вещества. А одежду мы с тобой вместе сошьем. Кислород взял у Алюминия 12 электронов, и тут же произошла реакция. Обрадовался Алюминий, примерил одежду оксидную. С тех пор Алюминий всегда покрыт оксидной пленкой. И пусть одежда не такая блестящая, как была. Но она действительно не растворяется ни в кислоте, ни в щелочи, ни в воде. О каких свойствах алюминия говорилось в сказке? Запишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства алюминия.

Луи де Бройль « ЗНАНИЯ – это дети УДИВЛЕНИЯ и ЛЮБОПЫТСТВА»