Проблемно-интегративное обучение на уроках химии

Проблемно-интегративное обучение на уроках химии 

Одно из направлений совершенствования школьного химического образования связано с повышением интегративности его содержания и усилением  его развивающего влияния на личность каждого ученика. Актуальность данного направления определяется, с одной стороны, интенсификацией процесса гуманизации образования, с другой стороны, интегративным характером развития науки, техники и производства. Все это в целом определило необхо­димость поиска новых, инновационных подходов к организации и управлению деятельностью учащихся в предметном обучении (Григорян Н.В.) Один из таких подходов проблемно-интегративное обучение химии.

Проблемно-интегративное обучение химии – это целостная методическая система развивающего обучения, направленная на самостоятельное приобретение школьниками знаний и умений одновременно с интеграцией, синтезом и применением этих знаний в процессе выявления, постановки  и решения взаимосвязанных интегративных учебных проблем.  В проблемно-интегративном обучении проблемные ситуации и учебные проблемы являются основой вовлечения школьников в активную познавательную деятельность.  

Интегративная проблемная ситуация – это спровоцированное (созданное) учителем состояние интеллектуального затруднения ученика, когда  он обнаруживает, что для решения задачи ему недостаточно имеющихся пред­метных знаний и умений, и осознает необходимость их внутри - и межпредмет­ной интеграции. (Куликовских Г.И.)

Интегративная учебная проблема – форма практической реализации созданной на уроке проблемной ситуации. Она определяет направление умственного поиска, побуждает к познанию неизвестного и ведет к усвоению нового знания или способа действий.

Применительно к обучению химии выделяется несколько видов и
способов создания на уроке интегративных проблемных ситуаций. 

1.Ситуации неожиданности создаются при ознакомлении учащихся с материалом, поражающим своей необычностью и вызывающим удивление. Эмоциональная реакция  класса является дополнительным мотивационным фоном создания проблемной ситуации и последующей постановки учебной проблемы. Так, при изучении темы «Состав воздуха» (8 класс) сообщаем, что  в Италии существует получившая широкую известность пещера, которую назвали «Собачья пещера». В ней человек стоя может находиться длительное время, а забежавшая туда собака задыхается и гибнет. Как можно объяснить этот факт? Учащиеся   эмоционально реагируют на полученную информацию и активно  включаются в работу по решению учебной проблемы.             (Пономарева Т.И.)  

При рассмотрении роли железа в организме и нахождении его в природе (9 класс) опираемся на знания учащихся из курса биологии. Сообщаем, что в настоящее время всем известно о содержании железа в составе гемоглобина крови человека. Однако в XIX веке открытие этого факта французс­ким ученым  Мери стало сенсацией, вызвало небывалый интерес общественности и стало даже причиною трагических случаев. Например, в истории медицины известен такой  случай. Один студент-химик решил по­дарить своей возлюбленной кольцо, сделанное из железа собственной крови. Выпуская время от времени кровь, он получал соединение, из которого химическим путем выделял железо.  Однако юноша погиб, так и не собрав нужного для изготовления кольца количества железа. Используя эмоцио­нальную реакцию учеников на свой рассказ, ставим учебную проблему: "Что стало причиной смерти юного возлюбленного и почему он не смог набрать нужного количества железа для изготовления кольца?".

Поиск ответа на вопрос позволяет перейти к проблеме сохранения здоровья и рассмотреть, к чему приводит понижение содержания железа в организме человека, как его избежать или же восполнить  недостаток железа правильным сбалансированным питанием.

2. В основе ситуации конфликта  лежат противоречия между ранее усвоенным материалом и материалом, изучаемым на уроке; между данными науки и жизненными (бытовыми) представлениями ребят; между предсказанным теоретическим ходом эксперимента и реально наблюдаемыми процессами. Так, при изучении темы  «Соляная кислота» учащимся предлагается  следующая ситуация: «Хлороводород и соляная кислота – ядовитые вещества. В тоже время при некоторых желудочных заболеваниях врачи прописывают соляную кислоту, как лекарственное средство. Чем объясняются действия врача, выписывающего больному в качестве лекарства ядовитое вещество?».

3. Ситуации опровержения рождаются, когда учащимся предлагается доказать на основе всестороннего анализа, синтеза и применения знаний несостоятельность какого-либо предположения. Подобную ситуацию создаем при рассмотрении   физиологических свойств оксидов углерода  (9 класс).

После характеристики отравляющего воздействия угарного газа на живые организмы и рассмотрения механизма этого воздействия переходим к изучению значения углекислого газа в процессах фотосинтеза, дыхания (углекислый газ как возбудитель дыхательного центра). Основываясь на этом, учащиеся предполагают, что углекислый газ, в отличие от угарного газа, не только безвреден, но и полезен для здоровья. Ставится вопрос: "Справедливо ли такое предположение?". В случае получения утвердительного ответа приводим примеры, иллюстрирующие его ошибочность. Далее в процессе опровержения высказанного предположения вскрываем переход одного физиологического качества углекислого газа (физиологическая полезность в малых количествах) в прямо противоположное (удушающее действие) как следствие увеличения его концентрации в воздухе. 

4.Ситуации предположения. Если  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, то создаются ситуации предположения. Например, учащиеся знают, что при обработке раны 3%-м раствором пероксида водорода наблюдается вспенивание, причем  не могут объяснить причин этого явления. Это незнание служит источником для возникновения проблемной ситуации.

5.Ситуация неопределенности возникают тогда, когда учащимся предъявляют задание с недостаточными или избыточными данными для получения однозначного ответа.

При проведении лабораторного опыта "Получение и свойства водорода" (8 класс) учащимся важно осознать необходимость соблюдения правил безопасности при работе с любыми веществами.  Для этого  создаем следующую проблемную ситуацию. В ходе беседы с учащимися вспоминаем, что в чистом виде водород не имеет ни окраски, ни вкуса, ни запаха и не ядовит,  гремучим газом можно даже дышать, как воздухом  (гремучий газ - смесь во­дорода и кислорода). При этом, пока легкие остаются наполненными гремучим газом, изменяется тембр голоса, так как скорость звука в воздухе значи­тельно меньше, чем в водороде. Однако известен случай, когда экспериментатор, получая водород, решил на себе испытать его физиологическое действие и сильно отравился.

Возникает проблемная ситуация, так как учащиеся не обладают      достаточным объемом знаний для объяснения этого факта, а последующая формули­ровка  проблемного вопроса - "Как объяснить такой исторический факт?" - не содержит никаких дополнительных подсказок.

Учащиеся вовлекаются в поисковую беседу, в ходе которой они выяс­няют, что при получении водорода из кислот к нему всегда примешаны в малых количествах необычайно ядовитые вещества - водородные соединения неметаллов. Они и придают водороду, получаемому из неочищенных кислот и металлов, неприятный запах. Следовательно, причиной отравления эксперимен­татора был не сам водород, а ядовитые примеси.

6. В ситуации затруднения, обучающиеся осознают недостаточность или отсутствие необходимых для достижения поставленной цели знаний и умений, например, при объяснении результатов эксперимента, при теоретическом обосновании сущности явления или  при изучении какого-либо вещества. «Сульфат бария используют в медицине в качестве рентгеноконтрастного, то есть малопроницаемого для рентгеновских лучей, вещества. Препарат дают больному в виде суспензии. При рентгеноскопии BaSO₄   даёт на экране чёткое изображение желудочно-кишечного тракта на фоне трудноразличимых внутренних органов. Вещество  считается безвредным, так как оно нерастворимо ни в воде, ни в кислотах. Но  ион Ba ²⁺  очень токсичен, поэтому в сульфате бария недопустимы примеси растворимых солей бария. Известны случаи отравления сульфатом бария, в котором присутствовала примесь карбоната бария. Объясните причину отравления». Направление поиска: «Определите, есть ли в образце сульфата бария примесь карбоната» ( Пономарева Т.И.).

Практика показывает, что эффективное использование проблемных заданий интегрированного характера развивает логическое мышление школьников;  обеспечивает осознанное усвоение и развитие новых знаний, приобретается опыт  самостоятельной творческой деятельности и творческого подхода к познаниям; развивается умение применять знания в повседневной жизни для объяснения происходящих в природе процессов.   Проблемно-поисковая деятельность, в которую учащиеся вовлекаются в процессе решения проблем, – важный фактор приобретения ключевых и предметно-образовательных компетентностей.

Библиографический список:

1.     Григорян Н.В. «Проблемно-интегративный подход в обучении химии»

2.     Куликовских Г.И. «Использование элементов проблемно-интегративного обучения в изучении химии»

3.     Пономарева Т.Н. «Проблемно-интегративное обучение воспитанников на уроках химии»