Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 .Система химических знаний в курсе естествознания 9
1.1. Проблема становления и развития химических знаний в курсе естествознания в школах дореволюционной России 9
1.2 Система химических знаний в курсе естествознания в школах советского периода 24
1.3. Система химических знаний в естественнонаучных курсах современной начальной школы 1.4. Констатирующее исследование состояния проблемы пропедевтики химических знаний в начальной школе 52
Глава 2 . Психологические особенности учащихся начальных классов и их учет в процессе обучения пропедевтическому курсу химии 72
2.1. Особенности психических процессов у учащихся начальных классов 72
2.2. Мышление младшего школьника 82
Глава 3. Концепция и методология разработки содержания пропедевтического курса химии для учащихся начальных классов 92
3.1. Конструирование содержания пропедевтического курса химии 94
3.2 Методика обучения учащихся пропедевтическому курсу химии 107
Глава 4. Экспериментальное исследование обучения учащихся начальной школы пропедевтическому курсу химии 120
4.1. Методика проведения и результаты поискового эксперимента 120
4.2. Исследование качества химических знаний и умений учащихся начальных классов в условиях обучающего эксперимента 132
Выводы 145
Литература 146
Приложение 160
- Проблема становления и развития химических знаний в курсе естествознания в школах дореволюционной России
- Особенности психических процессов у учащихся начальных классов
- Конструирование содержания пропедевтического курса химии
Введение к работе
Актуальность исследования определяется объективными потребностями общества в реформировании формального химического образования, обусловленными закономерными тенденциями развития общеобразовательной школы: дифференциация содержания образования, интеграция,:учебных курсов, гуманизация и гуманитаризация образования.
В связи с переходом на обязательное девятилетнее образование происходят изменения в структуре и содержании школьного предмета химии Учеными: химиками, методистами, педагогами разработаны программы по химии и методическое обеспечение к ним для разных профилей школьного обучения и разных типов средних образовательных учреждений. Эти программы призваны обеспечить вариативное, уровневое обучение химии учащихся старших классов.
Однако наряду с положительными изменениями в школьном химическом образовании наблюдаются и негативные явления:
- в связи с гуманитаризацией образования произошло сокращение числа часов на изучение химии. В последнем варианте базисного учебного плана недельная нагрузка по химии составляет во всех классах два часа в неделю;
- экзамен по химии перестал быть обязательным для всех учащихся;
- предмет химия, как и прежде, вводится в учебный план позднее других естественнонаучных дисциплин — с 8-го класса;
- в средствах массовой информации муссируется только отрицательная роль химии, которую представляют основной причиной всех экологических проблем. Это способствует усилению хемофобии в обществе и нежеланию изучать данный предмет.
Таким образом, в химическом образовании существует ряд противоречий:
- противоречие между положительной ролью химии в создании научного фундамента других естественных наук, в производстве веществ с заданными свойствами, в познании окружающего мира и повышении культурного уровня с одной стороны, и снижением удельного веса химических знаний в общем объеме формального образования с другой;
- противоречие между положительным влиянием химии на формирование научного мировоззрения, на умственное и психическое развитие учащихся и относительно поздним введением данного предмета в базисный учебный план девятилетний школы;
- противоречие между разнообразием учебных программ по химии в среднем и старшем звеньях школьного обучения и практическим отсутствием таковых в начальной школе.
В настоящее время назрела необходимость разработки научно обоснованных программ обучения учащихся младших классов основам химической науки. Внедрение пропедевтических курсов химии на более ранних ступенях обучения позволит в какой-то мере устранить данное противоречие, успешно решать задачи воспитывающего и развивающего обучения младших школьников на химическом материале. Реализация пропедевтического обучения химии возможна на федеральном, региональном и школьном уровнях благодаря особой структуре базисного учебного плана.
В ряде стран мира уже имеется положительный опыт обучения дошкольников и младших школьников основам химии, но в нашей стране такие исследования немногочисленны (О.В. Аквилева, Г.Е. Ковалева, НА. Рыков и др.).
Этим и определяется выбор темы исследования, его актуальность, современность и перспективность. Актуальность исследования детерминирует постановку его цели и задач, выбор объекта и предмета исследования, выдвижение его гипотезы.
Объект исследования: содержание и процесс обучения предметам естественнонаучного цикла учащихся младших классов.
Предмет исследования: методические подходы к разработке курса и организации процесса обучения химии учащихся начальных классов.
Цель исследования: построить методическую систему обучения химии учащихся начальных классов, включающую конструирование химического содержания и методику организации учебного процесса для его реализации.
В основу исследования положена гипотеза:
- химическое содержание может быть адаптировано к возрасту учащихся начальной школы;
- при адекватной возрасту организации процесса обучения химическое содержание может быть сознательно усвоено.
Для достижения цели и проверки рабочей гипотезы необходимо было решить следующие задачи:
- изучить особенности восприятия и усвоения естественнонаучных знаний учащимися начальной школы:
- разработать методологически обоснованную концепцию отбора и конструирования содержания пропедевтического курса для младших школьников и методику проведения занятий с ними;
- организовать экспериментальное обучение учащихся начальных классов по разработанным программам;
- выработать методику проведения занятий по химии с учащимися начальных классов;
- разработать методические рекомендации для учителей по обучению учащихся начальных классов пропедевтическим основам химии.
Исходными теоретическими основами исследовании послужили :
- современные теории развивающего обучения (П.П. Блонский, Л.С. Выготский, В.В. Давыдов, Л.В. Занков и др.);
- психологическая теория деятельности (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, Н.Ф. Талызина, Д.Б. Эльконин и др.);
- теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина и др.);
- интегративный подход в образовании (ТТ. Браже и др.);
- методические теории и положения методики обучения химии в средней школе (Н.Е. Кузнецова, B.C. Полосин, Г.М. Чернобельская и др.).
Методологическую основу исследования составили:
- на общефилософском уровне - системно-структурный и интегративный подходы;
- на психолого-педагогическом уровне - деятельностный подход;
- на частно-методическом уровне - концепция межпредметной интеграции знаний, химизации, регионализации, экологизации содержания, организация обучения на основе деятельностного подхода.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:
- теоретические: анализ философской, психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования, теоретико-методический анализ состояния проблемы исследования, разработка методической системы обучения пропедевтическим основам химии;
экспериментальные: изучение опыта работы учителей, беседы с учителями и учащимися, анкетирование учителей и учащихся, анализ школьной документации, педагогический эксперимент, целенаправленное наблюдение за учащимися, интервьюирование учителей, тестирование учащихся, анализ полученных результатов, обработка экспериментальных данных, обсуждение результатов исследования на семинарах и конференциях.
Эксперимент проводился в 4 этапа в период с 1994 по 1998 г.г. Первый этап - констатирующее исследование состояния проблемы пропедевтики химических знаний в начальной школе. На этом этапе проводилось анкетирование 217 учителей начальных классов и химии: диагностирование 432 учащихся из 12 школ г. Архангельска и Архангельской области, анализ школьной документации, программ и методических пособий.
Второй этап - теоретический - включал определение цели, задач, гипотезы, исходных методолого-теоретических обоснований исследования, создание экспериментальной программы; разработку концептуальной модели системы обучения учащихся 2-3 классов пропедевтическому курсу химии. На данном этапе использовались системно-структурный анализ, моделирование (метод графов), интегративный подход.
Третий этап - поисковый эксперимент, в котором участвовало 128 учащихся 4-х школ г. Архангельска и 13 учителей. На основе наблюдений за деятельностью учащихся, бесед и анкетирования учителей и учащихся, анализа результатов текущего контроля знаний и умений учащихся вносились коррективы в теоретическую модель обучения пропедевтическому курсу химии. Четвертый этап - обучающий эксперимент, в котором участвовало 64 учащихся из 2 школ г. Архангельска и Архангельской области. На данном этапе проверялась эффективность разработанной методической системы обучения, обобщение и интерпретация полученных результатов теоретического и экспериментального исследования. Всего в исследовании приняли участие 624 ученика из 18 школ и 232 учителя.
Научная новизна определяется:
- разработкой и научным обоснованием концепции пропедевтических курсов химии для учащихся начальных классов;
- созданием методической системы обучения химии младших школьников, обеспечивающей осознанность усвоения химического содержания.
Практическая значимость исследования заключается в создании программы пропедевтического курса химии для учащихся начальной школы, состоящего из 2-х относительно самостоятельных блоков - модулей: "Вода", "Воздух"; в разработке методического обеспечения к нему и рекомендаций для учителей по реализации созданной модели обучения основам химии в начальном ЗВСНСв
На защиту выносятся следующие положения:
1. Специфика конструирования пропедевтического курса химии для начальных классов, ориентированного на изучение хорошо знакомых учащимся природных объектов — воды и воздуха, позволяет отобрать доступный для них минимум химического материала.
2. Методические решения по реализации в учебном процессе химического содержания могут быть успешными и обеспечить сознательность усвоения, если используются методы, специфические для начальной школы.
Апробация и внедрение результатов работы.
Материалы диссертации докладывались на методическом семинаре в МПГУ ( 1997г.), на научной секции в МПГУ ( 1997г. ), научно-методических конференциях в АОИППК ( 1994, 1995 гг.), на Ломоносовских чтениях в ИГУ и ПМПУ им. М.В. Ломоносова в Архангельске (1994, 1995 гг.), на Ломоносовских педагогических чтениях в АОИППК (1996, 1998гг.), на заседании кафедры неорганической химии и методики преподавания химии МПГУ (1996, 1998 гг.).
Проблема становления и развития химических знаний в курсе естествознания в школах дореволюционной России
При изучении истории содержания курса естествознания в русской школе отчетливо видна зависимость системы содержания от изменений в экономическом и политическом укладе общества.
Вопросами школьного естествознания занимались правители государств, выдающиеся деятели науки, известные педагоги, учителя школ; о них велись дискуссии на страницах печати, созывались съезды.
Естествознание в России всегда было материалистическим, революционным по своей природе. Поэтому власти на него смотрели как на предмет, поддерживающий в народе революционные настроения. На всем протяжении истории русской школы, начиная с 19 века, наблюдается непрерывная борьба прогрессивной русской общественности и передовых педагогов за школьное естествознание.
В школу естествознание как предмет вошло в 18 веке по "Уставу народным училищам Российской империи" в 1786 г. В нем определялась структура школ и содержание учебного процесса. Этим документом были определены главные народные училища /в губернских городах/ и малые народные училища /в уездных городах/. Естествознание изучалось лишь в главных народных училищах, а также преподавалось в учительской семинарии, открытой для подготовки учителей, №2 ).
Устав не предусматривал программы преподавания. В нем указывалось, что изучать его надо с 4-5 годов обучения. Содержание предмета было определено изданным в 1786 году первым русским учебником "Начертание естественной истории..." в 2 - х книгах. Автором учебника был академик и профессор натуральной истории В.Ф. Зуев.
Исследованиями В.Н. Федоровой (177), К.П. Ягодовского (195), В.М. Пакулевой, В.И. Кузнецовой (107), Г.Е. Ковалевой (64) установлено, что именно благодаря В.Ф. Зуеву впервые изучение естественной истории было поставлено на научную основу. Он поднял теоретические проблемы методики: наука и учебный предмет, последовательность и система содержания школьного предмета, доступность его изложения, активное, сознательное и прочное усвоение знаний. Система школьного естествознания, им установленная, обосновывалась научными идеями М.В. Ломоносова о природе как едином целом. В учебнике представлены три царства: "ископаемое, прозябаемое и животное", причем изучение природы автор предлагал начинать именно с царства "ископаемого". В основу классификации неорганических тел, включенных в учебник, положены их физико-химические свойства: состав, ковкость, твердость, растворимость в воде и маслах и т.д. Все свойства полезных ископаемых объясняются естественными закономерностями, а в характеристике предметов живой природы нет идеологических суждений.
Развитие капиталистических отношений при разрушающемся крепостном хозяйстве, расширение рынков, рост промышленности побудили правительство в 1803 - 1804 гг. провести ряд либеральных реформ, в том числе и в области народного образования. В соответствии с новым школьным уставом 1804 г. Было создано три типа школ: приходские училища с одногодичным сроком обучения, уездные училища с 2-х годичным сроком обучения /начальная школа/ и гимназия с 4-х годичным сроком обучения. По реформе 1804 г. Естествознание вошло как учебный предмет во все три типа школ. Однако попрежнему специальной программы по естествознанию не было, содержание учебного предмета определялось учебниками. По анализу учебников 1804 -1824 гг. можно судить о том, в каком направлении развивалась система, содержание и методы преподавания предмета. Для изучения неживой природы в гимназиях для 3 и 4 классов был издан специальный учебник В. Севергина, в котором описание неживой природы дано примерно так же как в учебнике В.Ф. Зуева (177). Тела неживой природы описываются по физическим и химическим признакам, причем те и другие объяснялись свойствами частиц. При описании тел неживой природы давались указания о их местонахождении и практическом использовании. Поэтому в учебнике и указывались способы использования полезных ископаемых в промышленности, сельском хозяйстве и жизни людей. В.Севергиным рекомендовались самостоятельные практические занятия с учащимися. Учебник ценен материалистической направленностью, стремлением показать связь науки с производством и сельским хозяйством.
Особенности психических процессов у учащихся начальных классов
Особенности психических процессов у учащихся начальных классов .
Представление об окружающей действительности приходят к детям самыми разнообразными путями. Чем бы ребенок не занимался, в его занятиях обязательно есть и познавательная сторона: он непременно что-либо узнает о тех предметах, с которыми действует.
Познавательные интересы возникают у детей очень рано. Они удовлетворяются самыми различными способами, и ребенок приходит в школу с весьма широким кругом сведений. Все эти сведения приобретаются по ходу встреч с теми или иными явлениями окружающего мира. Знания эти отрывочны, не систематизированы, т.к. ребенок встречается с этими явлениями не в логике науки, а в логике своей жизни. Познавательная активность при этом высока В ходе констатирующего исследования, используя различные методы -беседы, тесты, анализ ответов учащихся на уроках природоведения и др., нами было установлено:
-детей живо интересует окружающий мир, предметы, объекты этого мира и те изменения, которые в нем происходят; -у них есть определенный запас информации в этой области; -из-за отсутствия необходимых знаний, многие бытовые наблюдения приводят к неправильным выводам и представлениям.
Определенный интерес в этой области представляет исследование Ю.В.Сенько (146), который выяснял оптимальные варианты соотношения житейских и научных методов познавательной деятельности в обучении.
Нам кажется целесообразным создание особого пропедевтического курса, в содержании которого сочетались бы теоретические и эмпирические знания.
Школьникам очень важно показать, что при изучении нового вопроса, или подходе к нему, они, оказывается, уже обладают определенным запасов знаний, сведений по рассматриваемой теме. Опора на бытовой опыт учащихся в этом случае выступает как подготовка их к активному восприятию и осмысливанию изучаемого учебного матери ала. При этом происходит не просто приложение старых, уже имеющихся знаний к новым, а использование их для открытия и познания нового. В нашем случае - переход от знания внешней стороны действительности /лед в тепле тает, вода на холоде замерзает/ к ее сути. В ходе обучения пропедевтическому курсу, знакомясь со строением вещества, узнавая об атомах, молекулах, об агрегатных состояниях веществ, о возможности взаимных переходов вещества из одного агрегатного состояния в другое, об условиях этих переходов, дети могут в последствии объяснить, что происходит при таянии льда и замерзании жидкой воды, заглянуть внутрь" процесса перехода жидкой воды в пар, по-иному осмыслить такое понятие, как круговорот воды в природе.
Диагностика опыта учащихся важна еще по одной причине: важно как можно раньше выявить неверные или неполные представления учащихся об объектах и явлениях. И их тоже надо использовать на уроке с целью разъяснения, уточнения, правильной трактовки вопроса. Так, на вопрос, встречались ли дети с растворением каких-либо веществ в воде, часть детей привела примеры: сахарный песок, соль растворяли в воде. Т.е. с фактом растворения твердых веществ в воде они встречались часто и зафиксировали это. Однако на вопрос, могут ли вещества в других агрегатных состояниях растворяться в воде, большая часть детей ответила отрицательно, часть -"не знаю". Ответы "может быть" были единичны. Демонстрируем опыт по растворению кислот в воде /как признак реакции- выделение теплоты, нагрев пробирки/. С вопросом о растворимости газов сложнее. Но здесь может помочь имеющийся в классе аквариум с рыбками или ребята, увлекающиеся разведением рыбок дома, посещающие кружок юного натуралиста и т.д. Задаем вопрос: "Чем дышат рыбы в воде?." Подавляющее большинство отвечает, что воздухом. Ответы "кислородом" единичны Тогда подчеркиваем правильный ответ, делаем вывод о том, что растворяются в воде вещества, находящиеся в различных агрегатных состояниях, однако подчеркиваем, что растворимость различных веществ различна. Здесь уместен рассказ о "серебряной" воде, о причинах ее целебных свойств.
Конструирование содержания пропедевтического курса химии
Конструирование содержащим прошедевтшческого курса химии» Анализ истории становления и развития химического компонента в системе природоведческих курсов начальной школы, изучение психологии возраста, результаты констатирующего исследования привели нас к мысли о том, что конструирование химического курса целесообразнее вести с позиции интеграции научных знаний.
Дети 6-10 летнего возраста воспринимают окружающий мир, природу как единое целое (70,71,78). Поэтому деление этого целого на части, изучение последних в рамках отдельных дифференцированных курсов влечет за собой снижение интереса, познавательной активности обучаемых, затрудняет формирование у учащихся представлений о целостности окружающего мира. Следовательно, интеграция знаний должна способствовать воссоединению целостности мировосприятия - единства мира и человека, живущего в нем и его познающего (14).
Психологические основы процесса интеграции исследованы Ю.А. Самариным, который показал, что любое знание есть ассоциация. Система знаний есть система ассоциаций. Интеграция знаний в начальной школе должна иметь количественный характер, т.е. "немного обо всем". Это значит, что дети получают все новые и новые представления о природных объектах, систематически расширяя и дополняя круг уже имеющихся знаний, двигаясь в познании по спирали. Для младшего школьного возраста характерно
существование локальных ассоциаций и возможно формирование частно-системных ассоциаций (54,55). Применительно к системе обучения понятие интеграции может принимать два значения:
- во-первых, это создание у школьника целостного представления об окружающем мире (здесь интеграция рассматривается как цель обучения);
- во-вторых , это нахождения общей платформы сближения предметных знаний (здесь интеграция - средство обучения).
В нашей модели интеграция выступает и как цель и как средство обучения учащихся. Как цель обучения, интеграция естественнонаучных знаний из разных предметных областей о таких природных объектах как вода и воздух, позволяет раскрыть в процессе изучения целостность, единство, сложность и многообразие окружающей природы. Интеграция как средство получения новых представлений призвана соединить получаемые знания в системы, устанавливать взаимосвязи и взаимозависимости между элементами системы, направлена на развитие эрудиции и интеллекта учащихся.
Интеграция имеет давние традиции. Многие школьные предметы имеют интегративный характер, в том числе и природоведение. Интеграция осуществляется по нескольким направлениям и на разных уровнях: внутрипредметном и межпредметном. Б.Д. Комиссаров выделяет такие виды интеграции, как объектная, понятийная, теоретическая, методологическая, проблемная, деятельностная, практическая (68).
При создании пропедевтического курса нами использовались следующие:
- объектная, когда в одном разделе совмещаются разные дисциплинарные образы какого-либо объекта. Такими объектами были выбраны объекты неживой природы: вода и воздух, в результате экспериментальный курс состоит из двух относительно самостоятельных разделов-модулей "Вода" и "Воздух";
- понятийная, охватывающая темы или курсы, которые раскрывают содержание общенаучных понятий. В нашей модели такими понятиями являются понятия физическое тело, вещество, смесь веществ, географическая оболочка, среда обитания, факторы среды обитания. Эти общенаучные понятия наполняются конкретным содержанием при изучении химического состава воздуха и воды, их физических и некоторых химических свойств, их участия в процессах жизнедеятельности растений и животных, их роли в обеспечении жизни и др.;
- проблемная, которая затрагивает междисциплинарные проблемы разной степени широты. В нашей программе такими проблемами являются региональные, например, проблема питьевой воды в Архангельской области, проблема загрязнения воздуха побочными продуктами целлюлозно бумажного производства и др. и федеральные, например, состояние природоохранных мероприятий в стране, а также глобальные, например, коррозия металлов и борьба с ней и др.
Таким образом, использованный нами при конструировании содержания курса химии принцип интеграции естественнонаучных знаний позволил в качестве основных идей содержания выдвинуть следующие (91,161,762):
- идея целостности и системной организации природы. Ощущение, познание и переживание природы как целостного реального окружения предполагает ее мысленное расчленение на объекты, в качестве которых выступают тела природы - космические и земные, неодушевленные и наделенные жизнью. Отобранные для изучения природные объекты - вода и воздух-рассматриваются последовательно на разных уровнях организации:
- физическом (физическое тело),
- химическом (вещество, смесь веществ),
- географическом (оболочки Земли - гидросфера, атмосфера),
-биологическом (среда обитания, участник жизненных процессов).
