«ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОБЛЕМНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ И УГЛУБЛЕНИЯ ЗНАНИЙ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ХИМИИ В УСЛОВИЯХ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ» - Магистерская работа

Содержание

Введение 3

ГЛАВА 1. Проблемное обучение в системе дополнительного образования.5

1.1. Проблемное обучение 6

1.2. Оценка в проблемном обучении 8

ГЛАВА 2. Химический эксперимент в процессе обучения химии 12

2.1. Особенности проблемного химического эксперимента в системе развивающего обучения 12

2.2. Научный и учебный эксперимент в химии 19

ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение 23

3.1. Исследовательская деятельность как одна из форм проблемного обучения 23

ГЛАВА 4. Методическая часть 26

4.1. Методики исследования по химии и экологии 26

4.2. Исследовательский практикум на занятиях 45

Заключение 59

Выводы 60

Список литературы 62

Приложения 65

---

Введение

«Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции» (М.В. Ломоносов) Если мысленно проследить исторический путь химической науки, то можно убедиться, что в ее развитии огромная роль принадлежит эксперименту. Все значимые теоретические открытия в химии являются результатом обобщения большого числа экспериментальных фактов. Познание природы веществ достигается с помощью эксперимента, он помогает раскрывать взаимосвязи и взаимозависимости между ними. Если эксперимент имеет такое важное значение в химической науке, то и при обучении основам этой науки в школе ему принадлежит не меньшая роль.

Содержание школьного химического эксперимента и методика его применения в курсе обучения химии в школе достаточно стандартизованы. Структура программ по химии школьного курса предусматривает определенный перечень демонстрационных лабораторных и практических опытов, имеющих чаще всего иллюстративный характер. Включение проблемного химического эксперимента носит рекомендательный характер [12].

Актуальность работы заключается в том, что в системе дополнительного образования в отличии от общего образования, среднего профессионального образования нет жестких рамок в реализации образовательных программ. Каждый педагог дополнительного образования сам разрабатывает дополнительную общеобразовательную общеразвивающую программу исходя из интересов и запроса обучающихся и их родителей. Главное условие, которое должно выполняться при разработке программы - это соотношение теории и практики 40:60.

Реализуемая мной дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Химия и экология» рассчитана на 432 часа. Это 3 года обучения по 144 часа. Программа реализуется для детей в возрасте 1418 лет. Вторая программа, реализуемая мной, «Мир увлекательной химии» разработана для детей 12-14 лет. Программа рассчитана на 144 часа. Это 2 года обучения по 72 часа. При реализации программ большая часть времени отводится на практическую деятельность, в т.ч. и на химический эксперимент, который является «. основным методом и средством обучения в химии» [4].

Кроме того, химический эксперимент играет важную роль в формировании умений и навыков для проведения опытов.

Во главу угла ставится задача такого применения химического эксперимента, которое заставляло бы учеников мыслить, искать противоречия с теорией, строить гипотезы. Химический эксперимент как цепочка разрешения учебных затруднений - это проблемный эксперимент.

Как правило, проблемному химическому эксперименту присуще исследовательское начало, которое сопровождается постановкой проблемы, гипотезами, а также дополнительными экспериментами (исследованиями), подтверждающими данные гипотезы или опровергающие их [9].

Проблемность в постановке химического эксперимента и исследовательская учебная деятельность взаимно обуславливают друг друга: с одной стороны, проблемный эксперимент активизирует исследовательскую деятельность учащихся, с другой - в результате исследовательской деятельности формируются умения видеть проблему [7].

Целью работы является изучение использования проблемного химического эксперимента в условиях дополнительного образования.

Поставленная цель достигается посредством решения следующих задач:

1. Проведение анализа литературных данных по теме диссертации.

2. Подбор методик исследования по химии и экологии.

3. Внедрение в учебный процесс проблемного эксперимента.

4. Проведение апробации разработанных методик на базе МБУ ДО СЮН г. Белорецк.

Объект исследования - процесс обучения химии в системе дополнительного образования.

Предмет исследования - проблемный подход в обучении химии.

Научная новизна исследования состоит в разработке методического пособия для организации исследовательской деятельности обучающихся, как в системе дополнительного, так и общего образования.

Практическое значимость: В методическом пособии собраны методики исследования по химии и экологии, инструкционные карты для исследовательского практикума на занятиях, приведены примеры исследовательских работ обучающихся.

Начинающий педагог в своей работе может воспользоваться предложенными методиками для организации исследовательской деятельности обучающихся, идеями для реализации проблемного эксперимента. Опытный педагог, сопоставляя свой опыт работы с предложенными методиками и проявляя творческий подход, может продумать и усовершенствовать методику использования проблемного химического эксперимента на своих занятиях.

---

Выдержка из текста работы

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ В СИСТЕМЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

1.1. ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ

Проблемное обучение, метод преподавания и обучения, основанный в медицинских науках и впервые введенный в 1969 году, становится все более популярным в других академических дисциплинах, таких как образование, психология и бизнес [23], а также в науке.

Общая теория развивающего обучения понимает под целью обучения формирование мышления. Теоретики проблемного обучения разрабатывают конкретные пути и методы развития мышления обучающегося посредством постановки его в проблемную ситуацию и организации его мыслительной деятельности по выходу из нее, т.е. путем обучения решению возникшей перед ним проблемы. Таким образом, в проблемном обучении знания не передаются обучающимся в готовом виде, а приобретаются ими в процессе самостоятельной познавательной деятельности в условиях проблемной ситуации. Главным достоинством проблемного обучения считают то, что оно активизирует познавательную деятельность.

Содержание школьного химического эксперимента и методика его применения в курсе обучения химии в школе достаточно стандартизованы. Структура программ по химии школьного курса предусматривает определенный перечень демонстрационных лабораторных и практических опытов, имеющих чаще всего иллюстративный характер. Включение проблемного химического эксперимента носит рекомендательный характер [11]. Более того, в школьном курсе химии большая часть времени отводится на теорию, и лишь небольшая часть на лабораторные работы.

При этом даже эта небольшая часть лабораторных занятий обычно включает в себя выполнение обучающимися структурированных преподавателем лабораторных упражнений или экспериментов. Каждый шаг процедуры тщательно прописан, и обучающиеся должны точно следовать этим процедурам. Обычно мало что остается для собственных мыслей или изобретательности обучающихся. Этот вид лабораторной деятельности часто называют "лабораторией рецептов" [25]. Это требует небольшого участия обучающихся в содержании, и, как Джонстон и др. [26] прокомментировал: «учащиеся могут быть успешными в своем лабораторном классе даже не понимая, что они на самом деле делают».

При реализации дополнительных общеобразовательных общеразвивающих программ «Химия и экология» и «Мир увлекательной химии» большая часть времени отводится на практическую деятельность, в т.ч. и на химический эксперимент.

Во главу угла ставится задача такого применения химического эксперимента, которое заставляло бы учеников мыслить, искать противоречия с теорией, строить гипотезы. Химический эксперимент как цепочка разрешения учебных затруднений - это проблемный эксперимент.

Как правило, проблемному химическому эксперименту присуще исследовательское начало, которое сопровождается постановкой проблемы, гипотезами, а также дополнительными экспериментами (исследованиями), подтверждающими данные гипотезы или опровергающие их [9].

Проблемность в постановке химического эксперимента и исследовательская учебная деятельность взаимно обуславливают друг друга: с одной стороны, проблемный эксперимент активизирует исследовательскую деятельность учащихся, с другой - в результате исследовательской деятельности формируются умения видеть проблему [7].

Проблемное обучение видит сдвиг в образовании от подхода, ориентированного на преподавателя, к подходу, ориентированному на учащегося, когда учащиеся конструируют смысл для себя, связывая новые концепции и идеи с предыдущими знаниями. Это альтернативный подход к преподаванию и обучению, который поощряет активное вовлечение обучающегося [31]. Как метод, ориентированный на ученика, он ставит перед учеником задачу взять на себя постепенно возрастающую ответственность за свое собственное обучение [23].

Цель проблемного обучения состоит в том, чтобы развивать самостоятельных, рефлексивных учащихся, которые могут интегрировать знания, критически мыслить и работать совместно с другими [28]. Эксперименты, используемые в проблемном обучении должны быть значимыми для обучающихся.

Например, можно предложить применить результаты анализа железосодержащих таблеток к случаю анемии: нужно узнать, сколько таблеток нужно принимать в день женщине, страдающей анемией в возрасте 20 лет, чтобы поддерживать уровень железа в крови, принимая во внимание количество железа в таблетке, которое фактически доступно организму. Это также означает, что обучающимся придется немного почитать дополнительную литературу. Другие примеры включают экологический контекст, промышленный анализ и анализ продуктов питания. С помощью мозгового штурма и простого поиска в Интернете, как правило, можно придумать актуальные и интересные контексты, которые могут заинтересовать обучающихся [27].

1.2. ОЦЕНКА В ПРОБЛЕМНОМ ОБУЧЕНИИ

Проблемное обучение допускает более альтернативные и разнообразные инструменты оценки, включая устные и стендовые презентации, письменные доклады и экспертную оценку. Многие сторонники проблемного обучения пропагандируют использование устных презентаций в различных дисциплинах [21, 24, 29, 30], а также McGarvey [29] и Wimpfheimer [32] сообщили об использовании стендовых докладов в химии. Wimpfheimer [32] описал преимущества плакатов, в том числе тот факт, что они поощряют творчество и обеспечивают еще одну платформу для оценки, охватывая обучающихся, которые, возможно, были упущены из виду в традиционных форматах оценки. Кроме того, плакаты, из-за их ограниченного размера, подчеркивают важность ясной и краткой информации и могут стимулировать совместную работу таким образом, что письменные лабораторные отчеты не могут этого сделать. Наконец, он сообщил о положительном отношении к плакатам как со стороны обучающихся, так и со стороны преподавателей.

Данная система оценивания подходит для системы дополнительного образования, т.к. обучающиеся выступают с устными и стендовыми докладами на различных научно-практических конференциях со своими исследовательскими работами.

Кроме того, письменный отчет по-прежнему поощряется и имеет свои преимущества, в том числе тот факт, что он объединяет метод и результаты и позволяет обучающимся сообщать, анализировать и делать выводы в сжатом и информативном стиле. Таким образом, письменные отчеты являются неотъемлемой частью проблемного обучения, однако акцент делается на выводах, которые обучающиеся должны сделать из своих результатов, и на том, как они связаны с исходной проблемой, которую им дали.

При проблемном обучении рекомендуется ставить такие проблемы:

1) Проблемы, обусловленные концепцией. При традиционном обучении основные понятия объясняются только небольшим вводным абзацем в руководстве. Однако обучающиеся в основном игнорируют эту информацию и даже если они пытаются читать и понимать ее, по словам Байерса [22], эффективное мышление тормозится из-за информационной перегрузки в рабочей памяти обучающихся, не оставляя места для обработки информации и, следовательно, понимания.

Концепт-ориентированные задачи направлены на то, чтобы дать обучающимся реальную возможность взаимодействовать с концепциями как до лабораторного упражнения через предлабораторную и дискуссионную работу, так и во время лабораторной работы через соответствующие практические исследовательские эксперименты.

2) Проблемы развития навыков. Эта группа задач направлена на развитие профессиональной базы обучающихся, как с точки зрения их передаваемых навыков, так и с точки зрения их технических навыков. Передаваемые или общие навыки включают в себя навыки групповой работы и общения, а также решения проблем в области химии, в то время как технические навыки включают в себя повышение точности в области химии:

---

Заключение

Химия - это наука экспериментальная, поэтому химический эксперимент является и источником знаний, и средством их закрепления и контроля. Применение исследовательского подхода в обучении химии позволяет повысить успешность обучения учащихся, изменить качество учебного процесса, способствует развитию познавательной активности.

В преподавании химии основная задача состоит в том, чтобы, прежде всего, заинтересовать обучающихся процессом познания: научить их ставить вопросы, находить на них ответы, объяснять результаты, делать выводы. Следовательно, актуальным является применение на занятиях проблемного химического эксперимента.

С целью расширения и углубления химических знаний обучающихся настоящее исследование было направлено на разработку методического пособия с методиками исследования в области химии и экологии.

Исследование показало, что особую ценность несет научно проблемный, проблемно исследовательский эксперимент. В своей практике нами были реализованы следующие темы практико- исследовательских работ:

- анализ воды из различных источников;

- природные индикаторы;

- определение нитратов в овощах и фруктах;

- определение витаминов в продуктах питания;

- химический анализ почв на различных участках;

- химически анализ лекарственных растений и др.

Данные работы были представлены на научно-практических конференциях различного уровня и получили дипломы в различных номинациях.

---

Список литературы

1. Беспалов П.И. Применение учебного прогнозирования в химическом эксперименте/ П.И. Беспалов. - М.: Центрхимпресс// Химия в школе. - № 2. - 2012.- с. 55.

2. Верховский В.Н. Техника химического эксперимента. Т. 1/ В.Н. Верховский, А.Д. Смиррнов. - М.: Просвещение, 1973. - с. 6.

3. Вивюрский В.Я. Методика химического эксперимента/ В.Я. Вивюрский/ М.: - Высшая школа, 1980. С. 78, 122.

4. Гузеев В.В. Методы и организационные формы обучения/ В.В. Гузеев. - М.: Народное образование, 2001. - с. 98.

5. Емельянова Е.О. Познавательная деятельность учащихся в процессе обучения химии: автореферат диссертации д-ра пед. наук/ Е.О. Емельянова. - М.: РИЦ ЛГПУ, 2005. С. 11, 29.

6. Емельянова Е.О. Стиль химического мышления и его эвристическая функция/ Е.О. Емельянова// Химия в школе. - № 6. - 2006.- с. 12-16.

7. Зеленская Е.А. Организация исследовательской деятельности учащихся во внеурочное время/ Е.А. Зеленская. - М.: Центрхимпресс// Химия в школе. - № 8. - 2009.- с. 55-59.

8. Злотников Э.Г. Направления повышения эффективности школьного химического эксперимента в современных условиях. Актуальные проблемы многоуровневого химико-педагогического и химического образования. Материалы XLVII Г6ерценовских чтений (Всероссийской научно-практической конференции) / Э.Г.Злотников, СПб., 2000.

9. Исаев Д.С. Из опыта организации исследовательской деятельности/ Д.С. Исаев// Химия в школе. - № 4. - 2011.- с. 67-68.

10. Кисилева Е.В. Внедрение проблемного химического эксперимента в систему проблемно развивающего обучения химии. Материалы VI международной научно-практической конференции «Теоретические и методологические проблемы современного образования»/ Е.В. Киселева. - М.: - Изд-во Институ стратегических исследований, 2011. - с. 123-126.

+ еще 22 источника

---