Svetlana Safonova Целевая ориентация химического образования в настоящее время меняется. Все большее значение приобретает функция развивающего обучения, требующая широкого применения проблемного подхода. А это диктует определенные правила дидактического взаимодействия учителя и ученика. Главным становится преднамеренное создание учителем проблемных ситуаций и самостоятельное овладение учениками новыми знаниями.
Федеральные государственные образовательные стандарты общего образования (ФГОС ОО) построены на основе системно-деятельностного подхода и ориентированы на достижение личностных, метапредметных и предметных результатов. К числу метапредметных образовательных результатов относят сформированные у обучающихся универсальные учебные действия (УУД). ФГОС ОО предусматривает формирование регулятивных, познавательных и коммуникативных УУД. В структуре познавательных УУД различают общеучебные, логические, знаково-символические и проблемно-поисковые. Главное среди них – проблемно-поисковые познавательные действия, которые включают действия по выявлению, постановке и решению учебных проблем.
Химия – наука экспериментальная. Успешное изучение химии невозможно без эксперимента. «Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени, как химия», писал М. Фарадей. Но химический эксперимент должен изменяться и обновляться, чтобы быть более адекватным новому содержанию курса и новым задачам, стоящим перед школой.
В практике преподавания химии до недавнего времени использовали только две формы организации химического эксперимента (иллюстративная и исследовательская).
Иллюстративный эксперимент обычно используется при ознакомлении учащихся с новыми явлениями и объяснении их с теоретической точки зрения. Проведению опыта везде предшествует составление уравнения реакции, а сам опыт практически доказывает правильность сведений, сообщаемых учителем. Таким образом, обучающиеся получают «готовые знания», почти не участвуя в процессе их выработки. Поэтому, наряду с этой формой, в учебный процесс необходимо вводить исследовательский эксперимент.
Своеобразие исследовательского эксперимента заключается в том, что, получив от учителя познавательную задачу, обучающиеся самостоятельно ее решают. При этом они активно применяют свои знания и умения, обдумывают, как поставить эксперимент, чтобы достичь поставленной цели, какие взять вещества, как сконструировать прибор, какие операции и в какой последовательности провести. Во время опыта, который проводится по определенному плану, обучающиеся наблюдают, анализируют полученные данные, объясняют их с теоретической точки зрения и получают вывод.
Характер использования эксперимента определяется прежде всего логикой познавательного процесса и сущностью ведущей на уроке задачи. Так, если цель урока – выяснение свойств вещества с определенным видом связи, то нельзя будет ограничиться их перечислением и подтверждением опытами. В данном случае необходимы: выдвижение гипотез, проверка их опытами.
Если уже установлены общие химические свойства веществ – гомологов и надо показать, что они присущи любому из них, то достаточно просто перечислить их и проиллюстрировать опытами.
Реализация исследовательского метода в обучении химии осуществляется при организации самостоятельной работы обучающихся по исследованию свойств веществ, при решении задач расчетного и экспериментального характера, при конструировании, моделировании и т. д.
Итак, в практике преподавания химии до недавнего времени две формы организации химического эксперимента (иллюстративная и исследовательская).
Но в настоящее время, в связи с совершенствованием методики преподавания теоретических знаний, происходит обновление и методики химического эксперимента. Поэтому сейчас целесообразно введение проблемного эксперимента. Эта форма дает возможность организовать (создать) проблемную ситуацию и вызвать интерес обучающихся к поиску причин наблюдаемого явления.
Для того чтобы формировать достаточно широкий научный кругозор, развивать их творческие способности, необходимы примеры нетрадиционного характера, объяснение которых возможно на разных теоретических уровнях в зависимости от степени предварительной подготовленности.
Например, когда перед учениками ставится вопрос о возможности взаимодействия металлов с растворами солей, содержащими одноименные катионы (о возможности протекания реакции между железом и растворами солей железа (111)), многие из них недоумевают и чаще всего дают отрицательный ответ. Однако даже девятиклассники вполне готовы к обсуждению этого вопроса. Необходимо только активизировать их знания об уже изученных окислительно-восстановительных реакциях и свойствах металлов и помочь им начать рассуждения, анализ имеющихся данных. После наблюдений за результатами демонстрации проблемного опыта обучающимся предстоит найти способ доказательства направленности процесса с помощью исследовательских методов, основанных на качественных реакциях.
Итак, когда проведен нестандартный, оригинальный или неожиданный по наблюдаемым результатам эксперимент, то он своим содержанием или необычным направлением сразу создает проблемную ситуацию, что и происходит в данном случае. После осознания проблемы ученики включаются в поисковую деятельность, которая требует от них нового оригинального подхода или нового, неизвестного им ранее способа ее решения. Поисковая мыслительная деятельность обучающихся при этом может быть различной: анализ фактов, выдвижение гипотез, сопоставление новых данных с известными теориями, обобщение, обоснование исследовательской работы. Исследования, к которым побуждает проблемный эксперимент, может быть теоретическим или практическим.
Следовательно, проблемный и исследовательский эксперимент – понятия не однозначные. Проблемный эксперимент ставит проблему в процессе обучения (путем создания противоречий, неожиданностей, несоответствий), а исследовательский эксперимент направлен на ее решение. Хотя нужно отметить, что и исследовательский эксперимент тоже может приводить к созданию проблемных ситуаций, а они, в свою очередь, потребуют проведения новых или дополнительных исследований.
Проблемный эксперимент может применяться на различных этапах процесса обучения: при изучении нового материала, при совершенствовании знаний, при повторении, обобщении, закреплении или контроле знаний.
Проблемные опыты можно не только включать в содержание уроков, но и применять их на элективных, кружковых занятиях, а также при индивидуальной работе с обучающимися.
Систематическое использование проблемных экспериментов при разумном их сочетании с традиционными экспериментальными работами бесспорно эффективное средство обучения и развития обучающихся. Такие результаты достигаются потому, что при отсутствии инструкции и при минимальной помощи со стороны учителя ученики в максимальной мере могут проявлять свои творческие способности и самостоятельность. Использование проблемного эксперимента неизбежно усиливает индивидуализацию процесса обучения, довольно быстро происходит «расслоение» класса, выделяется группа наиболее способных учеников, которые быстро справляются с заданиями и хотят пробовать свои силы в решении более сложных задач. Таким образом, создаются предпосылки для преодоления главного противоречия классно-урочной системы – противоречия между коллективным характером обучения и индивидуальным способом усвоения знаний обучающимися.
Но проблемное обучение, конечно, актуально для современного преподавания не только химии, но и других дисциплин естественно научного цикла: физики, биологии и т. д. Методические разработки способов создания проблемных ситуаций на этих уроках часто имеют сходный характер с уроками химии и поэтому могут взаимообогащать друг друга.
Подводя итоги, можно сделать вывод, что совершенствование химического эксперимента в современной школе должно идти не в направлении увеличения количества иллюстративных опытов, а в направлении усиления эффективности эксперимента, внедрения в обучение проблемных и исследовательских опытов, т. к. только исследовательский и проблемный эксперимент способствует развитию познавательных и мыслительных способностей обучающихся, повышению их творческого потенциала и отвечает требованиям современного урока. А использование нескольких вариантов проблемных экспериментов дает учителю возможность в зависимости от содержания материала выбрать такие эксперименты, которые будут ориентированы на обучающихся с различным уровнем подготовки, с учетом возможностей кабинета.
Творческий эксперимент или эксперимент, который будит творческую мысль, приводит к тому, что, во-первых, обучающиеся знакомятся с приемами и методами творческой работы, которые могут быть использованы и в других сферах деятельности; во-вторых, они более основательно и фундаментально изучают содержание предмета; в-третьих, значительно расширяют свой научный кругозор и, наконец, в-четвертых, приобретают опыт творческой деятельности, что совершенно необходимо для любой профессиональной деятельности. А это особенно важно, так как в настоящее время ставится вопрос об изучении химии не только как отдельной науки, но и как компонента культуры, формирующей целостное представление о естественнонаучной картине мира.