Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема использования демонстрационного химического эксперимента как средства в процессе развивающего обучения 10
1.1. Структура и функции химического эксперимента в системе средств и методов обучения химии .11
1.2. Методология и методика развивающего обучения. Теоретические аспекты... 31
Выводы по главе 1 ..46
Глава 2. Реализация развивающих функций демонстрационного химического эксперимента при обучении химии в средней школе. 47
2.1. Значение эксперимента как средства формирования продуктивного мышления учащихся.. .47
2.2. Использование полифункциональных возможностей эксперимента в обучении и развитЕ-га школьников 63
2.3. Методическое обоснование использования демонстрационного химического эксперимента как средства развития учащихся и модернизации традиционного обучения в развивающее .81
Выводы по главе 2 98
Результаты эксперимента и их обсуждение
Глава 3. Исследование эффективности предложенного подхода в практике преподавания школьного курса химии .99
3.1. Методика экспериментального исследования. Констатирующий этап 99
3.2. Проведение и результаты экспериментального исследования. Формирующий и контролирующий этапы эксперимента 115
Выводы по главе 3 127
Заключение 128
Список используемой литературы 130
- Структура и функции химического эксперимента в системе средств и методов обучения химии
- Значение эксперимента как средства формирования продуктивного мышления учащихся..
- Методика экспериментального исследования. Констатирующий этап
Введение к работе
В наши дни в школьную практику внедряются новые формы и методы организации учебно-воспитательного процесса, развивающие у учащихся умения" и навыки самостоятельного добывания и переработки учебной информации с целью формирования продуктивной деятельности, которая является важным элементом системы, характеризующей многогранно развитую личность.
АостуалііьініщгігіЬо Химический эксперимент на уроках, способствующий познанию свойств веществ, является одним из основных средств развития личности школьника, гармонично вписывается в систему химического образования и является составляющей его частью. Как метод обучения, он освещается довольно широко в методической литературе (Н.Е. Кузнецова, Э.Г. Злотников, Ю.В. Сурин, О.С. Зайцев, А.А. Макареня, М.С. Пак, П.А. Оржековский, В.Н. Давыдов, Г.М. Чернобельская и др.), но большинство классических работ, посвященных химическому эксперименту (В.Н. Верховский, А.Д. Смирнов, А.А. Грабецкий, К.Я. Парменов, П.А. Глориозов, В.П. Гаркунов, B.C. Полосин, И.Н. Чертков, Н.Г. Ключников, И.Л. Дрих ун, М.А. Иванова, -Л.А. Цветков, Г.П. Хомченко и др.), описывает в основном технику проведения опытов и почти не рассматривает его развивающие возможности по отношению к личности учащегося. Однако, в последнее время в связи с нарастающими процессами модернизации и трансформации образовательного пространства, с переходом на развивающее обучение многие авторы основательно взялись за пересмотр функциональных возможностей эксперимента в системе средств и методов обучения химии. При этом наметились две основные стратегические линии реализации дидактических функций эксперимента на уроке:
1. Проблемный (развивающий) эксперимент (Ю.В. Сурин, Э.Г. Злотников, О.С. Зайцев);
2. Формирование опыта химического творчества и опыта творческой деятельности в целом (П.А. Оржековский, В.Н. Давыдов).
В диссертационном исследовании, учитывая предшествующий опыт, методические подходы и разработки вышеупомянутых авторов по использованию
эксперимента в образовательном процессе, нами предпринята попытка более широкого рассмотрения и применения в школьной практике развивающих функций химического эксперимента как важного компонента системы средств и методов обучения химии. При этом в качестве основного инструмента реализации исследуемой темы был использован поливариантньш демонстрационный химический эксперимент (ДХЭ), несущий различную дидактическую нагрузку, которая обеспечивается:
о различными формами его постановки - моновариантность, инвариантность, вариативность, системность (консеквентный эксперимент);
о методической ролью и местом его в системе учебного занятия (урока) (для постановки проблемы, в качестве иллюстрации или подтверждения выводов и прочее);
о деятельностью субъектов учебного процесса - учителя и учащихся (беседа, диалог, полилог, групповая работа, игра, коллективная творческая деятельность и др.).
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена:
1. Слабой освещенностью в методической литературе развивающих возможностей демонстрационного эксперимента;
2. Недостаточным раскрытием роли вариативности, инвариантности и других форм постановки демонстрационного эксперимента в ходе урока;
3. Необходимостью разработки эффективных, безопасных и экономных опытов, а также методик их реализации в процессе обучения химии в качестве развивающего средства;
4. Социальной потребностью в преобразовании знаний по химии из сферы учебной в сферу личностную, на усиление общекультурного и утилитарного компонента.
Б соответствии с актуальностью темы были определены объект и предмет исследования.
Обтьею- поселиш» ва мм: процесс обучения химии в общеобразовательной школе в условиях использования поливариантного химического эксперимента качестве средства развития учащихся.
Иредшет иеелкедашашшя: изучение влияния используемого демонстрационного химического эксперимента на уровень развития учащихся благодаря его полифукциональным возможностям.
Шіеліь, ккеслкедкшанивта; разработка и теоретическое обоснование оптимальных методических путей использования ДХЭ как развивающего средства путем внедрения в процесс обучения химии различных форм, видов, приемов его постановки, а также применения специальных заданий, способствующих развитию учащихся.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачиs
1. Выявить современное состояние данной проблемы в теории и практике обучения химии;
2. На основе анализа психолого-педагогической, методической и другой литературы обосновать место, возможности и роль ДХЭ для общего развития учащихся;
3. Разработать необходимую систему (модель) использования ДХЭ в качестве средства развития личности учащихся и проверить её эффективность при изучении вожнейших разделов курса химии средней школы;
4. Разработать и апробировать методические рекомендации к проведению уроков химии с использованием ДХЭ как развивающего средства.
Цели и задачи исследования предопределялись следующей работст што-тезвй: если на уроках химии в средней школе использовать различные методические подходы к применению ДХЭ как развивающего средства, то можно
- добиться становления внутренней мотивации к изучению предмета и формирования неформальных знаний по химии;
- организовать активную учебно-познавательную деятельность, позволяющую обеспечить развитие у учащихся общеучебных и общелогических умений, эмпирических, теоретических и других видов продуктивной мысли тельной деятельности.
Исходными теоретическими и методологическими основами исследования являются работы педагогов, психологов, методистов, ученых-химиков (теория развивающего обучения, теория научного познания, теория системного подхода, теории и положения методики обучения химии в средней школе), обоснованные в работах Д.Б. Эльконина, В.В. Давыдова, Л.В. Занкова, В.В. Репкина, Л.С. Выготского, Ю.К. Бабанского, Г.Я. Гальперина, О.С. Зайцева, А.А. Мака-реми, Л.А. Цветкова, К.Я. Парменова, М.С. Пак, Б.М. Кедрова, Г.М. Черно-бельской, Ы.Е. Кузнецовой и др.
Для решения поставленных задач были использованы следующие м©=
- изучение учебной и научно-методической литературы по проблеме использования ДХЭ в качестве общеразвивающего средства;
- моделирование методической системы обучения химии с использованием разработанного подхода;
- обобщение экспериментального материала на поисково-конста- тирующем этапе исследования: беседы, тестирование, анкетирование, опрос;
- педагогическое наблюдение;
- апробирование результатов исследования на семинарах и конференциях;
- интерпретация данных эксперимента;
- педагогический эксперимент, качественный и количественный анализ его результатов.
Проведение эксперимента осуществлялось в три этапа (в период 1994-2000 гг.).
I этап (аналитика-поисковый):
о проанализированы педагогические, психологические, методические, химические литературные источники с целью выявления состояния исследуемой темы;
о определена и теоретически обоснована ее актуальность, цели, задачи, научная и практическая значимость;
о разработана и реализована методика констатирующего исследования, интерпретированы его результаты;
о систематизированы и обобщены результаты констатирующего исследо- вания;
о выявлена недостаточная сформированность уровня экспериментальных умений и навыков школьников, трудности в преподавании, связанные со слабой взаимосвязью практических и теоретических знаний по химии в сознании учащихся;
о выявлены условия для проведения экспериментальной работы; разработаны и обоснованы различные формы и виды ДХЭ; определена методика их проведения в процессе урока; усовершенствована техника проведения некоторых опытов.
II этап (формирующий):
о разработан аппарат формирующего эксперимента;
о проведен формирующий эксперимент по проверке эффективности разработанной методической системы применения ДХЭ в курсе химии средней школы в качестве средства развития личности учащихся;
о выявлено влияние разработанного подхода использования ДХЭ как развивающего средства на степень сформированности общеучебных, общелогических, практических и творческих умений и навыков учащихся;
о обобщены результаты эксперимента.
ІДД этап (контролирующий):
о определены показатели уровня достижения результатов, выполнена их качественная и количественная обработка;
о проведены теоретический анализ, интерпретация выводов исследования;
о внесены коррективы в методику педагогического исследования.
Педагогический эксперимент проводили на базе школ г. Нижнего Новгорода № 84, 80, 276, 1, 40. К исследованию было привлечено 587 учащихся.
Научимаш моюшмш т тшретмчквеюй! зиачишоетль рабшпш
о проведено теоретическое обоснование необходимости и возможности развития личности школьника средствами ДХЭ как компонента в системе методов обучения химии;
о разработан дидактический подход к применению ДХЭ на уроках как средства развития учащихся;
о с целью усиления развивающих функций школьного предмета химии предложена методическая система (модель) использования ДХЭ в качестве средства развития благодаря его полифункциональным возможностям в процессе модернизации образовательного пространства;
о экспериментально выявлены условия реализации предлагаемого подхода в практике работы школы;
о определены условия применения ДХЭ на уроках химии как развивающего средства;
о даны рекомендации к использованию результатов исследования в качестве эффективных развивающих средств учащихся.
ИДцзтючшчкесташ змачмишзхппь работы заключается в следующем:
о предложена.методическая система преподавания химии в средней школе, направленная на повышение эффективности учебно-воспитательного процесса благодаря широкому использованию ДХЭ как общеразвивающего средства;
о разработаны конкретные методические рекомендации по применению ДХЭ в практике преподавания отдельных разделов школьного курса химии, ориентирующие учителя и ученика на деловое сотрудничество, на развитие познавательных способностей и личностных качеств учащихся;
о разработаны и представлены фрагменты уроков (методика и техника ДХЭ) с использованием данного подхода;
о результаты исследования внедрены в практику обучения химии в экспериментальных школах г. Н. Новгорода.
Согласно результатам проведенного исследования ма защиту выюшегптегпг
1. Методическая система применения ДХЭ как основного компонента модернизации образовательного процесса обучения химии и в качестве средст ва, обладающего полифункциональными возможностями для развитЕ їя личности школьника.
2. Доказательство эффективности разработанной методической системы для повышения уровня усвоения учебного материала, общекультурного развития учащихся.
АдрробашМс ирашгм теевш® юиедрстшке ш идришерю эДйеотииввшстпш едред-.гаагаемшго пшдхада. Основные положения и результаты исследования обсуждены на следующих научно-практических конференциях по проблемам химического и химико-педагогического образования: V Российское координационное совещание «Актуальные проблемы химического химико-педагогического образования на довузовском, вузовском и послевузовском этапах», 1995 г. (С-Пб); XLIII Всероссийская научная конференция «Актуальные проблемы химического и химико-педагогического образования в средней и высшей школе», 1996 г. (С.-Пб); 44 Всероссийская научная конференция «Актуальные проблемы химико-педагогического и химического образования в средней и высшей школе», 1997 г. (Орел); 6-е Всероссийское координационное совещание «Актуальные проблемы реформирования химико-педагогического образования», 1998 г. (Н. Новгород), а также традиционные ежегодные научные конференции НГПУ (1995 - 2001 гг.). Влиянию химического эксперимента на процесс обучения химии в школе посвящена статья в научно-методическом и информационном журнале «Педагогическое обозрение», 1998, №2, (Н. Новгород). Техника и методика авторского ДХЭ опубликованы в журналах «Химия в школе», 1995, № 5, 6; 1999, № 7; 2001, № 9. По материалам диссертации опубликовано 5 статей и 4 тезисов докладов.
Практическое внедрение и проверка эффективности предложенной методической системы были осуществлены в пяти школах г. Нижнего Новгорода.
Струеетгура дтеейртащимг объем 151 страница, включает введение, три главы, заключение, список используемой литературы. Содержит 9 таблиц, 9 диаграмм, 4 рисунка, 11 схем. Библиография включает 289 наименований. Обз&р лштерттурЫо Глшаа И» ІШробліеіміа шкшшшьзшивашшя дємомстрашіїтоініікіоіг© экстершшешпга шшт средства в шіроїщессє разпввшав©ішц®іг о ©бучшвояи
Конец XX века и начало третьего тысячелетия ознаменовались бурным проявлением общественно-политической активности, развитием и практическим внедрением электронно-информационных систем, ростом производства товаров бытовой и . парфгомерно-фармацевтической химии. Политическое и экономическое переустройство общества, смена идеологической системы не-поеменно отразились на формах и содержании отечественного образования. Реформы современной школы, основанные на идеях демократизации, гуманизации и гуманитаризации образовательного пространства, требуют иных форм и методов организации учебно-воспитательного процесса, направленного, в первую очередь, на решение задачи развития учащихся, повышение их творческой роли, самостоятельности и активности в политическом, духовном и экономическом благоустройстве общества.
Важную роль в развитии правильного мировоззрения на природу материальных объектов, их свойств и отношений играют предметы естественнонаучного цикла (физика, химия, биология). Хотя ух е давно открыты многие фундаментальные законы естествознания, сформулированы основные теории, классифицированы и систематизированы объекты живой и неживой природы, естественные науки продолжают развиваться перейдя в процессе интенсификации (открытия нового знания) на плоскость экстенсивного развития (практического применения знаний). При этом, накопив достаточно богатый опыт методов познания природы материальных объектов, естественные науки, в частности химия, являются важными источниками средств, с помощью которых можно организовать учебный процесс и развивать личность школьников.
В данной главе предпринята попытка рассмотрения теории развивающего обучения в контексте школьного химического образования в условиях использования на уроках ДХЭ как средства организации учебного процесса и развития интеллектуальной и практической деятельности учащихся.
Структура и функции химического эксперимента в системе средств и методов обучения химии
Отличительной особенностью преподавания такой естественнонаучной дисциплины, как химия в отличие от гуманитарных дисциплин является использование химического эксперимента в системе средств и методов обучения. При этом специфика химии как экспериментально-теоретической науки поставила учебный эксперимент на одно из ведущих мест. Демонстрация или выполнение опытов в учебном процессе позволяет ближе ознакомить учащихся не только с самими явлениями, но и с методами химической науки [274].
Эксперимент служит средством-предупреждения ошибок учащихся и корректировки их знаний, превращаясь в источник приобретения последних. Его используют для проверки истинности выдвигаемых гипотез, для решения учебных проблем. Посредством химического эксперимента учащиеся познают вещества и происходящие с ними изменения, приобретают необходимые факты для сравнений, обобщений, выводов. Являясь методом познания химических объектов и явлений, эксперимент в то же время служит неопровержимым доказательством объективности научных знаний о мире, доступности мира познанию человеком, возможности преобразования природы. Педагогическая ценность химического эксперимента как метода и средства обучения химии состоит в том, что в ходе его наблюдения или самостоятельного выполнения ученик убеждается, что сложными химическими процессами можно управлять, целенаправленно их осуществлять, что в этих кажущихся сначала непонятными явлениях нет ничего загадочного и таинственного. Они подчиняются естественным законам природы, познавая которые, обеспечивается возможность широкого использования химических превращений в практической деятельности людей. В связи с этим эксперимент как метод и средство обучения выполняет развивающую, обучающую (дидактическую) и воспитательную функцию, способствует формированию научного мировоззрения учащихся [123].
В настоящее время химический эксперимент, используемый в процессе обучения, можно классифицировать согласно схеме 1.
Важное место в системе средств и методов обучения химии занимает демонстрационный эксперимент. Обычно он проводится учителем, но при соответствующей организации могут привлекаться и учащиеся. Демонстрационные опыты по химии указаны в программе, но учитель вправе заменить кх другими, аналогичными в методическом отношении, если у него отсутствуют требуемые оборудование и реактивы. По мнению большинства авторов (В.П. Гаркунов, Н.Е. Кузнецова, К.Я. Парменов, И.Л. Дрижун и др.), основными задачами демонстрационного эксперимента являются следующие:
- раскрытие сущности химических явлений;
- показ приборов и установок в действии;
- раскрытие приемов экспериментальной работы;
- ознакомление учащихся с правилами техники безопасности.
По нашему мнению, химический эксперимент при обучении химии в школе имеет более широкие возможности (см. главу 2), выступая в качестве средства всестороннего развития личности школьника важность демонстрационный эксперимент имеет на начальном этапе изучения химии, когда учащиеся еще не владеют в полной мере приема ми лабораторной практики и необходимо научить их наблюдать процессы, ме тодам работы, основным манипуляциям (нагревание, закрепление прибора в" штативе и др.). Это делается, чтобы возбудить интерес к предмету, начать формирование практических умений, ознакомить с предназначением химиче ской посуды, приборов, реагентов и т.д. [190, 80, 274, 123,100]. На наш взгляд, особую значимость на данном этапе эксперимент может иметь в начальном формировании познавательного интереса учащихся, а в дальнейшем в развитии этого интереса в продуктивную творческую деятельность (Н.А. Оржековский). Согласно исследованиям Е.В. Быстрицкой использование элементов проблем ного обучения, реализация принципа связи обучения с жизнью, межпредметное взаимодействие, экологическое и валеологическое воспитание при обучении химии в средней школе позволяет развить познавательную активность школьников. Все перечисленные функции вполне могут быть реализованы различными видами (см. схему выше) и формами ДХЭ при использовании его в качестве средства развития на уроках в процессе обучения химии.
Значение эксперимента как средства формирования продуктивного мышления учащихся
Химия - наука экспериментально-теоретическая. Подобно другим дисциплинам школьного образования химия как учебный предмет обладает богатейшими возможностями целостного развития личности, формирования научного мировоззрения, нравственного, эстетического и духовного воспитания школьников.
Химический эксперимент в учебном процессе как метод познания природы не только знакомит с фактами и понятиями, способствуя выработке практических умений и навыков, но также выступает в роли организующего и развивающего средства, неся в себе весь триединый потенциал функциональных возможностей - обучения, развития и воспитания.
В данной главе рассматривается значение и использование демонстрационного эксперимента в школьном химическом образовании в качестве важного средства развития интеллектуальных и практических умений, опыта творческой деятельности школьников; реализация полифункциональных возможностей эксперимента, их влияние на процессы обучения и развития учащихся; методическое обоснование использования ДХЭ не только в качестве развивающего средства в традиционном обучении, но и как инструмента модернизации традиционного обучения в развивающее.
Среди существующих типов мышления следует выделить два основных -продуктивное (творческое) и репродуктивное (нетворческое). Важной особенностью продуктивного мышления является то, что оно служит основой к самостоятельному открытию новых знаний. Творческое мышление характеризует высший уровень развития человека, когда он способен сотворить, придумать, изготовить, изобрести что-то новое. Школа, работающая в системе развивающего обучения, призвана передать подрастающим поколениям опыт творческого мышления, творческой поисковой деятельности по решению новых проблем [122, с. 125].
При обучении естественным дисциплинам (в частности, химии) целесообразно уделять внимание развитию не какой-либо отдельной составляющей творческих способностей, например развивать у учащихся творческое мышление или творческую результативность, а формировать опыт творческой деятельности в целом, способность к выявлению проблем и способность к сотрудничеству [181].
Методика экспериментального исследования. Констатирующий этап
Результаты, полученные в ходе констатирующего эксперимента, говорят б целесообразности внедрения в школьную практику предлагаемого эксперимента в качестве средства, направленного на развитие личности учащегося и трансформацию формальных знаний в реальные.
Для проведения педагогического эксперимента были выделены классы, которые объединяли около 587 учащихся. Все классы были поставлены в одинаковые условия, что обусловливает оптимальную достоверность полученных результатов. В эксперименте участвовали учителя, заинтересованные в исследуемой проблеме, имеющие богатый опыт педагогической деятельности, работающие в стандартных общеобразовательных школах № 84, 80, 176, 1, 40 г. Н. Новгорода. Как в контрольных, так и в экспериментальных классах уроки вел один и тот же учитель. На базе школ № 40, 80 и 84 были организованы факультативы.
По ходу формирующего эксперимента проводились замеры сформированное технологических и конструкторских умений, а также действенности и полноты теоретических знаний, логического мышления (схема 11), планируемый рост которых позволил бы нам судить о развивающем значении химического эксперимента. Технологические умения проверяли с помощью письменных и практических проверочных работ. Конструкторские умения - умения более высокого ранга. Они не могут быть сформированы у всех учащихся без исключения в зависимости от их характера, воспитания, склада мышления и др. Поэтому, проверку их сформированности осуществляли на уроках творчества. Действенность и полноту теоретических знаний, а также логическое мышление выявляли в ходе письменных проверочных и контрольных работ. Кроме этого нами проведены наблюдения за учащимися в течение каждого урока, в ходе которого педагогическое явление изменялось согласно нашей гипотезе.
