Исследовательская деятельность при проведении уроков по темам "Предельные углеводороды"

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ УРОКОВ ПО ТЕМАМ: «ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ»

ВВЕДЕНИЕ

Исследовательская деятельность ученика - это самостоятельная поисковая деятельность со всеми признаками и атрибутами научно-исследовательской работы, но при этом учитель может управлять процессом проявления и преодоления затруднений, прогнозировать их появление, следовательно, активизировать мировоззренческие позиции в учебном процессе.

Исследовать - значит видеть то, что видели все, но думать так, как не думал никто. Выпускник школы должен адаптироваться в меняющихся жизненных ситуациях, самостоятельно критически мыслить, быть коммуникабельным, контактным в различных социальных группах. Школа должна создать условия для формирования у обучающихся современных ключевых компетенций: общенаучной, информационной, познавательной, коммуникативной. Среди разнообразных направлений современных методик и технологий наиболее адекватным поставленным целям, с моей точки зрения, является метод проектов. В основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умения, самостоятельно конструировать свои знания и ориентироваться в информационном пространстве, развитие творческого мышления. Школьник становится активным, заинтересованным, равноправным участником обучения. У него происходит отход от стандартного мышления, стереотипа действий, что позволяет развить стремление к обучению. Такая работа на уроке и внеурочное время имеет большое образовательное, воспитательное, а также развивающее значение. Метод проектов предоставляет учителю широчайшие возможности для изменения традиционных подходов к содержанию, формам и методам учебной деятельности, выводя на качественно новый уровень всю систему организации процесса обучения. Он может найти применение на любых этапах обучения, в работе с учащимися разных возрастов, способностей и при изучении материала различной степени сложности.

Актуальность темы настоящей работы определяется противоречием между имеющейся потребностью общества в высоком уровне готовности выпускников школ к решению различных проблем и задач, постоянному самообразованию и самовоспитанию и недостаточной разработанностью методических основ формирования готовности учащихся к самообразовательной деятельности.

Исходными теоретическими и методологическими основами исследования явились основные принципы дидактики, идеи личностно-ориентированного обучения и лежащие в основе современной концепции образования, ведущие психолого-дидактические идеи. Для решения поставленных задач были использованы следующие методы: изучение учебной и научно-методической литературы по проблеме включения элементов самообразования в учебный процесс; моделирование методики поэтапного формирования самообразовательных умений; педагогическое наблюдение, беседа, анкетирование, тестирование; обсуждение результатов исследования на семинарах и конференциях; педагогический эксперимент, качественный и количественный анализ его результатов.

Гипотеза состояла в предположении о том, что интенсификация исследовательской работы школьника позволит существенно повысить качество обучения предмету (химии) и облегчит задачу формирования научного мировоззрения школьников.

Целью является исследование возможностей формирования у учащихся навыков исследовательской деятельности, которые позволят им успешно выполнять творческие задания.

Достижение планируемых результатов предполагает решение следующих конкретных задач:

изучение организации образовательного процесса, позволяющего стимулирование интереса к исследовательской деятельности через обеспечение мотивации к занятиям;

рассмотрение возможности корректировка содержания образования;

использование в эксперименте наряду с уроками в традиционной форме (уроки-семинары, уроки-практикумы) и других их разновидностей (урок-игра, урок-соревнование);

*использование элементов технологии проблемного обучения;

*вовлечение школьников в работу научного общества учащихся.

Новизна состоит в предложении системы организационно-педагогических условий, ориентированных на формирование у обучающихся навыков исследовательской деятельности и развитии у них на этой основе способности к творческому решению познавательных задач.

Объектом исследования является учебно-воспитательный процесс изучения химии с учениками 10 классов и реализация исследовательской работы.

Предметом исследования является возможность осуществления повышенной мотивации школьников при преподавании «Органической химии»

Метод исследования - комбинированный: анализ литературы по проблеме исследования, анализ учебников по химии и специальных научных литератур в рамках поиска межпредметных связей; тестирование, наблюдение за учениками в учебном процессе.

Практическая значимость - в том, что ее результаты могут быть непосредственно внедрены в практику учебно-воспитательной работы в школах городов.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОДНА ИЗ ФОРМ ПРОЦЕССА ПОЗНАНИЯ

1.1Исследовательская деятельность учащихся 10-х классов при изучении органической химии

Одной из форм организации деятельности учащихся является исследовательская работа, в процессе которой идет воспитание творческой личности, способной самостоятельно приобретать знания и умения, свободно применять их в своей деятельности. Научно-исследовательская работа в школе многоэтапная, содержит много компонентов, составляющих частей. Для освоения навыков исследовательской работы на уроках химии основная нагрузка ложится на лабораторный практикум, который является сочетанием экспериментальной задачи, расчетной части и теоретической работы в виде формирования научной гипотезы и выводов и отражает основные этапы научно-исследовательской деятельности. Приобретенные навыки экспериментальной работы и освоение принципов исследовательской деятельности находят свое дальнейшее развитие в разработке проектов в области химии, экологии. Обучая учащихся синтезу, анализу, аналогии, знакомя их с основными методологическими принципами такого рода деятельности (постановка проблемы, выдвижение гипотезы, 'анализ литературных и экспериментальных данных, теоретическое обоснование, выводы по достигнутым результатам), преподаватель подготавливает ученика к осознанию необходимости самостоятельной исследовательской работы как наиболее полной формы реализации их творческого потенциала, самораскрытия и самореализации личности. Научно-исследовательскую работу в школе необходимо рассматривать так: создание проблемных ситуаций на уроке, поиск решения как теоретический, так и через эксперимент, анализ полученных результатов, наблюдений, затем выводы и обобщения [1].

Исследовательская деятельность целесообразна в учебно-воспитательном процессе только тогда, когда учащиеся достаточно свободно могут ориентироваться в определенной системе знаний, что повышает долю их самостоятельности. Исследовательский подход учащихся не следует отождествлять с научным исследованием ученых. Учащиеся в основном не выявляют новых научных мыслей, но познают, усваивают, "переоткрывают" их для себя. Занятия по исследовательской работе учащихся нужно проводить по следующему плану:

I. Введение (виды исследовательских работ, научно-практические

конференции, конкурсы школьников).

И. Методология научного творчества (основные понятия научно-исследовательской работы, общая схема хода научного исследования, поиск информации).

III.Этапы работы в рамках научного исследования (выбор темы,
составление плана научно-исследовательской работы, работа с
литературой, понятийным аппаратом).

Оформление исследовательской работы (структура содержания исследовательской работы, общие правила оформления текста научно-исследовательской работы).

Представление результатов научно-исследовательской работы (психологический аспект готовности к выступлению, требования к докладу, культура выступления и ведения дискуссии).

Работа открывается в начале учебного года со знакомства с химией и основными принципами исследовательской работы. На первых занятиях рассматриваются основные виды исследовательских работ, дается обзор научно-практических конференций и конкурсов школьников, даются основные понятия научно-исследовательской работы, схемы научного исследования, методов научного познания и поиска информации.

Одним из самых ответственных и важных моментов исследовательской работы является выбор темы исследования каждым учащимся. При определении тематики ученических исследований необходимо учитывать следующие критерии:

1)актуальность темы, недостаточность ее изученности и важность в
практическом отношении;

соответствие интересам учащегося-исследователя;

реальная выполнимость;

4)возможность более глубокого осмысления общих закономерностей процессов, изучаемых избранной наукой;

5) обеспеченность необходимым количеством различных источников[2-3].

1.2Основные методы и приемы, используемые при преподавании химии в 10-х классах

В педагогической деятельности используются разнообразные методы

обучения, руководствуясь педагогической целесообразностью. Выбор методов осуществляется на основе целевых установок урока, содержания изучаемого материала и задач развития, учащихся в процессе обучения. Для реализации основных принципов компетентностного подхода и рационального сочетания индивидуального и коллективного образования, отбираются наиболее эффективные методы организации обучения.

Исследовательский метод обучения предусматривает творческое усвоение учащимся знаний. Сущность его состоит в следующем:

преподаватель вместе с учащимся формулирует проблему

учащиеся самостоятельно ее разрешают

преподаватель оказывает помощь лишь при возникновении затруднений в решении проблемы.

Таким образом, исследовательский метод используется не только для обобщения знаний, но главным образом для того, чтобы ученик научился приобретать знания, исследовать предмет или явления, делать выводы и применять добытые знания и навыки в жизни. Его сущность сводится к организации поисковой, творческой деятельности учащихся по решению новых для них проблем. Главный недостаток этого метода обучения состоит в том, что он требует значительных временных затрат и высокого уровня педагогической квалификации преподавателя.

Классификация методов обучения на основе целостного подхода к процессу обучения (Бабанский Ю.К.)

Согласно этой классификации методы обучения делятся на 3 группы:

1)методы организации и осуществления учебно-познавательной
деятельности

2)методы стимулирования мотивации учебно-познавательной
деятельности

3)методы контроля и самоконтроля за эффективностью учебно-
познавательной деятельности

1-я группа включает следующие методы:

Перцептивные методы (передача и восприятия учебной информации):

*Словесные методы.

Проблемная беседа, диспут, дискуссия. На кружковых занятиях дети знакомятся со спецификой монолога-выступления на научно-практической конференции.

*Наглядные методы.

Демонстрация способов деятельности. Формируя образовательные компетенции учащихся, учитель сам показывает, как нужно делать, даёт алгоритм действия (способы решения задач, составление уравнений химических реакций, правила пользования химическим инструментарием, демонстрация химических опытов).

*Практические методы.

Самостоятельное выполнение творческих упражнений разно уровневого характера, прикладной направленности.

Самостоятельное проведение учащимися химических опытов, исследовательской деятельности.

Логические методы (организация осуществления логических операций):

Индуктивные (классифицировать химических реакций).

Дедуктивные (имея общую формулу, составить алгоритм решения однотипных конкретных химических задач).

Аналитические (например, при изучении реакций гидролиза).

Синтетические (например, при изучении реакций этерификации).

Гносеологические методы (организация и осуществление мыслительных операций)

Ко второй группе методов относится:

методы формирования интереса к учению (познавательные игры, учебные дискуссии, создание проблемных ситуаций)

методы формирования долга и ответственности в учении (поощрение, одобрение, порицание)

К третьей группе отнесены различные методы устной, письменной и

машинной проверки знаний, умений и навыков, а также методы контроля и самоконтроля за эффективностью собственной учебно-познавательной деятельности.

Бинарная классификация методов обучения, основанная на сочетании способов деятельности преподавателя и учащихся (Махмутов М.И.). В основу бинарных и полинарных классификаций методов обучения положены два или более общих признака. Бинарная классификация методов обучения Махмутов М.И. включает 2 группы методов:

методы преподавания (информационного сообщения, инструктивно-практическое, объяснительно-побуждающие, побуждающие)

методы учения (исполнительные, продуктивно- практические, частично-поисковые, поисковые) [4-9].

1.3 Организация и потенциал исследовательской деятельности ученика

Ученик, попробовав себя в роли исследователя, экспериментатора максимально усваивает учебный материал. Вовлеченный в исследовательскую деятельность ребенок находится на пути продвижения от незнания к знанию, от неумения к умению, то есть осознает смысл и результат своих усилий. При этом очень важно для формирования компетенций учащихся, чтобы в исследовательской деятельности работа на первых порах проводилась в тесном взаимодействии учителя и ученика. По Л.С. Выготскому о зоне ближайшего развития: только то, что сегодня ребёнок делает вместе с взрослым, завтра он сможет делать самостоятельно.

Иными словами:

если сегодня часть работы ребёнок выполняет сам, а другую (трудную, недоступную) часть работы он выполняет вместе с взрослым (с его помощью, под его руководством), то завтра весь объём подобной работы он уже сможет выполнять полностью самостоятельно;

если сегодня ребёнок всю работу, даже ту её часть, которая пока ему недоступна, пытается выполнить сам, совершая при этом ошибки, не добиваясь результата, теряя мотив к деятельности, то и завтра он не сможет выполнять подобную работу;

если сегодня ребёнок самостоятельно выполняет лишь то, что он умеет делать, а трудную, недоступную работу делает взрослый, то и завтра ребёнок так и не научится выполнять эту работу.

Потенциал исследовательской деятельности формируется не сразу, а поэтапно: I этап

Теоретико-экспериментальное исследование на уроке. Вводится этот этап в восьмом классе, с первых уроков изучения химии. Учащимся предлагаются исследовательские задания с доступным и реальным содержанием. Учитель знает направление поиска, предлагает пройти этот путь ученику, зная наверняка искомый результат. Знания, приобретённые при этом достаточно устойчивы, так как добыты в результате самостоятельной деятельности. Идёт формирование образовательных компетенций, которые явно имеют практико-ориентированное направление.

Частично-поисковое исследование. Педагог знает направление поиска, но не знает конечного результата, предлагая ребёнку самостоятельно решить проблему или комплекс проблем. Данный вид исследований проводятся на уроках, начиная с 9 класса, на занятиях кружка. Например, при изучении темы «Плотность веществ», дети самостоятельно составляют таблицу плотностей предложенных им веществ, не пользуясь физическими справочниками. Изучение качественных реакций органических веществ 10 класс. Ситуация частично-поискового исследования используется при решении нестандартных задач повышенной трудности на факультативных занятиях.

III этап

Поисковая исследовательская деятельность. Это исследование неопределённым содержанием. Преподаватель умело владеет методикой научного исследования, но они с учеником не знают, ни пути поиска (исследования), ни итога исследования. Для позитивного результата исследования педагог должен не только сам обладать интуицией в этом вопросе, но и активизировать её у ученика. Такой вид деятельности целесообразнее проводить во внеурочное время, с одарёнными детьми, в частности при подготовке к олимпиадам по химии, на занятиях в предметном кружке.

IV этап

Научно-исследовательская деятельность. На этой ступени учащийся сам определяет степень готовности к этой ступени, самостоятельно задается проблемой исследования, определяет его цели, находит механизмы действий по их достижению. Этим видом деятельности занимаются учащиеся, которые входят в состав научного общества старшеклассников или ребята, тяготеющие к данному виду деятельности. Проблемно-исследовательская деятельность осуществляется, в том числе с использованием возможности компьютерных технологий. Исходя из особенностей химии как науки, компьютер применяется в следующих случаях:

Моделирование химических процессов и явлений, которые практически невозможно показать в школьной лаборатории, (свойства ядовитых веществ (ртуть, мышьяк), ядерные реакции, явления микромира)

Контроль и обработка данных химического эксперимента.

Программная поддержка курса:

* справочные пособия по конкретным темам;

решения расчетных и экспериментальных задач;

организация и проведение лабораторных работ;

контроль и оценка знаний [10-13].

1.4 Основные цели педагогического процесса в 10-х классах

Цель: Формирование образовательных компетенций учащихся на уроках химии через проблемно-исследовательскую деятельность. Задачи:

-способствовать формированию устойчивой мотивации учащегося к саморазвитию через ситуацию успеха;

-способствовать формированию навыков решения проблемных ситуаций;

-формировать навыки исследовательской деятельности;

способствовать формированию устойчивой рефлексии своей деятельности;

-формировать ключевые компетенции.

Приём развития речи учащихся. Успехи учащихся в изучении химии находятся в прямой связи с культурой их устной и письменной речи, с умением грамотно пользоваться химической терминологией. Если ученик отвечает грамотно, красиво, в темпе, то он облегчает работу всего класса. Организуя проверку домашних заданий, проведение устных упражнений и защиты гипотез, описание экспериментальных, исследовательских работ перед учащимися ставится задача грамотного обоснования каждого этапа. Приём конструирования, моделирования. Используется при решении проблемной ситуации или в исследовательской деятельности. Исследования проводятся по схеме, предложенной учителем или выбранной самим учащимся. Приём комментированного решения химических задач. При отработке навыков класс выполняет одно и то же упражнение, но к доске никто не выходит, учащиеся поочерёдно вслух комментируют, обосновывают выполняемое задание. Учитель в любой момент может прервать отвечающего ученика и предложить продолжить ответ другому. Такое решение нацеливает школьников на то, что главное не быстрота преобразований, а их обоснование. Приём проверки домашних задач. К началу урока на доске готовятся необходимые схемы к домашним задачам и уравнениям химических реакций. На занятии к доске вызывается ученик для изложения решения, который может быть в любой момент остановлен, а продолжить пояснение выйдет следующий. Приём развития навыка составления, решения проблемного вопроса, навыка выдвижения рабочих гипотез. Любое исследование, любое творчество начинается с постановки проблемы, т.е. умения ставить вопрос. Учащиеся приучаются при чтении текста ставить перед собой скрытые вопросы, при этом их внимание сосредоточивается на логике рассуждений, выполняются основные мыслительные операции: анализ, синтез, сравнение, обобщение. Приём намеренных ошибок. При объяснении материала учителем намеренно допускаются ошибки. Сначала ученики заранее предупреждаются об этом. Постепенно школьники учатся мгновенно пресекать ошибки условным знаком и пояснением. Происходит отыскание взаимосвязей ошибки с правильным ответом. Внимание к ошибке может быть не только с целью её исправления, но и для выяснения причин и способов её получения [14-15].

1.5 Научный анализ и самоанализ педагогической деятельности

Процесс воспитания и обучения достаточно трудоемок и во многих случаях отражает специфику не только самого предмета, но и коллектива преподавателей и школьников, изучающих данный предмет. Для того чтобы грамотно планировать процесс проведения урока, отбирать необходимые средства обучения, контролировать и корректировать ход учебного процесса, учитель должен уметь за малые промежутки времени проанализировать сложившуюся ситуацию, определить причины, приведшие к ней, и принять оптимальный вариант решения возникшей проблемы. Процесс апробации управленческих воздействий на коллектив класса или на отдельного ученика проходит, по существу, на интуитивном уровне. Можно четко выделить основные элементы управляющего процесса с прямыми и обратными связями. При организации субъект-субъектных отношений данная работа еще более усложняется, поскольку в процессе такой деятельности требуется большая эффективность. Исследовательской лабораторией для учителя становится реальный класс, а объектами изучения - как процессы, происходящие в нем, так и отдельные учащиеся. Проведение открытых уроков, посещение и анализ уроков коллег составляют существенную роль в педагогической деятельности учителя. Поэтому для грамотного и научно обоснованного анализа педагогической деятельности учителю необходимо владеть специальными знаниями по методологии научного исследования. Кроме того, учитель должен уметь наблюдать за процессом своей деятельности и деятельности коллеги; анализировать, обобщать, сравнивать, сопоставлять и делать соответствующие выводы; аргументировано отстаивать свою точку зрения; планировать и проводить экспериментальную работу и формулировать ее результаты и т.д. Смысл данного вида исследовательской работы заключается в выделении проблемы и поиске оптимальных педагогических условий для ее решения. Обобщение передового педагогического опыта. Опора учителя в своей работе на передовой педагогический опыт, на опыт коллег является важным условием и средством успешного решения многих учебно-воспитательных проблем. В таком опыте необходимо выделять элементы творческого поиска, новизны, оригинальности. Находя и используя новое и сочетая его со старым, учитель повышает эффективность процесса обучения, при этом у него изменяется и отношение к своему труду. В процессе деятельности он более часто начинает анализировать не только результаты, но и ход своей работы, а также деятельность коллег в школе. В этом процессе он автоматически включается в исследовательскую деятельность, поскольку анализ и обобщение результатов любой работы - процесс творческий. Здесь важно выделить существенные свойства и на этой основе сформулировать определенные выводы, имеющие значение для собственной практической деятельности. При этом важно не просто скопировать изучаемые методы, технологии, приемы деятельности, но и, осознав идею, переработать ее таким образом, чтобы она могла эффективно использоваться для улучшения процесса обучения в конкретном классе. Для обобщения передового педагогического опыта учителю необходимо вести наблюдение за деятельностью учителя и учащихся, выделять главное, обобщать и описывать опыт [16-17].

Рационализаторская деятельность учителя. Любой творчески мыслящий учитель старается не просто реализовать какую-либо изученную методику в своей работе, а модернизировать ее, разработать новую форму и приемы обучения - в этом проявляется рационализаторская функция деятельности учителя. Одним из направлений инновационной деятельности является совершенствование учебно-методических материалов к программам, форм учебного процесса, демонстрационного эксперимента к уроку и т.п. И хотя программы (принципы и стратегия) находятся вне компетенции учителя, их успешная реализация (тактика) зависит от установления объемов материала на каждый урок, ограничений, последовательности изучения, оценки и уточнения учебной программы с помощью тестов. Стремление к новаторству, умение принять новое позволяет учителям корректировать учебные программы в соответствии с запросами родителей и учащихся, выбирать рациональные методы обучения и экспериментировать с ними. Осуществление этого вида исследовательской деятельности часто можно наблюдать при проведении учителем демонстрационного эксперимента на уроках физики, химии, биологии и т.д. Особенно часто этот вид деятельности проявляется при нехватке оборудования, когда учителю приходится с помощью подручных средств «изобретать» новые приборы и модернизировать устаревшее оборудование. Осуществление данного вида деятельности требует от учителя не только серьезной теоретической подготовки, но и достаточно разнообразных практических навыков. Проведение исследовательской работы в школе способствует повышению эффективности учебно-воспитательной работы, являясь положительным и необходимым элементом творческой работы учителя. В то же время она создает необходимые условия для развития личностного роста учителя, формируя и оттачивая важный инструмент саморазвития - рефлексию. О развитии личности обычно говорят в двух аспектах:

внутреннее строительство по имеющимся образцам, т.е. когда человек «конструирует» себя, усваивая культурные ценности, нормы поведения, способы и формы деятельности;

самосовершенствование, когда человек, достигнув определенного личностного уровня, чувствует потребность и способность к разностороннему развитию своей личности и совершенствованию окружающей действительности, создавая что-то новое.

Под разносторонним развитием личности мы понимаем процесс совершенствования и развития различных способностей личности под влиянием мотивационной, интеллектуальной и эмоциональной сфер жизни субъекта и проявляющейся в его способности к универсальной деятельности. Разностороннее развитие личности учителя - многоплановый процесс, решающее значение в котором играет развитие:

творческой, познавательной активности, включающей потребность в самостоятельном приобретении знаний и их обновлении на всех этапах деятельности;

умений работать с большими объемами информации и выделять из данного объема необходимую часть;

-умений моделировать собственную стратегию и траекторию повышения своего профессионального и общекультурного уровня;

умений формировать свое самосознание и планировать работу по его углублению и расширению;

потребности внедрения полученных знаний в свою повседневную и профессиональную деятельность;

-способности к нововведениям или инновациям.

В сегодняшней ситуации уже совершенно очевидно и практически общепринято то, что выпускник школы должен представлять собой индивида, обладающего готовностью и способностью создавать, вырабатывать новые знания и способы деятельности, необходимые для того, чтобы адекватно действовать в ситуациях, в которых не «срабатывают» знания, полученные в школе. В современном обществе именно самообразование приобретает многосторонний характер: оно все в большей мере является результатом образования и его предпосылкой, важным условием и необходимым фактором развития личности.

Анализ психолого-педагогической, методической литературы по вопросам самообразования позволил определить основные необходимые положения любого подобного исследования :

-самообразование - не только неотъемлемая часть, но и результат, и условие успешного образования;

самообразование формирует качества личности, необходимые для ее полной реализации в жизни;

готовность к самообразованию - результат целенаправленного процесса, основанного на разностороннем развитии личности в соответствии с ее потребностями, возможностями, условиями жизнедеятельности [18].

1.6 Исследовательская работа в школе как необходимый элемент инновационной деятельности учителя

Сегодня многие учителя вынуждены признать, что добиться высокой продуктивности педагогической деятельности при минимальных трудовых и временных затратах невозможно без умения создавать среду, способствующую творческой работе как ученика, так и самого учителя. Эффективное общение, стремление направить учебно-воспитательный процесс в нужное русло, умение моделировать учебные ситуации и создавать необходимые педагогические условия для их разрешения, развитие творческой активности учащихся, как на уроке, так и в неурочное время, -все это требует нового мышления учителя и его инновационной деятельности. Инновация как средство или процесс предполагает внедрение чего-то нового как в практическую, так и в теоретическую деятельность. Применительно к педагогическому процессу инновация предполагает введение нового в цели, содержание, методы и формы обучения и воспитания. Под инновационной деятельностью мы понимаем целесообразную полезную деятельность в сфере продуктивного творчества, результаты которой содержат элементы объективной и субъективной новизны. При этом результаты деятельности могут носить как общественно полезную, так и индивидуально полезную направленность [19].

Анализируя работу учителя в школе, можно сделать вывод, что основная часть деятельности педагога носит инновационный характер, поскольку включает в себя апробацию и внедрение новых программ: использование новых учебников; освоение и разработку новых форм, методов, средств обучения и воспитания учащихся; использование новых идей, научных знаний; экспериментальное освоение новых систем организации учебно-воспитательного процесса и т.д. Эффективность реализации всех этих направлений будет возможна только в том случае, если на практике будут решаться проблемы обучения и воспитания, учащихся в каждом конкретном классе и каждым учителем. Такой подход предполагает, что учитель в процессе своей работы может проводить исследовательскую работу, поскольку она является важнейшим элементом его педагогической деятельности. Все более широкий круг учителей в различной степени включается в исследовательскую деятельность, которая проводится в учебных заведениях. К этому их побуждает сложность учебно-воспитательного процесса, поскольку наука указывает только основные направления в достижении педагогического результата, а учителю приходится иметь дело с конкретными учениками и использовать достижения науки в конкретных, иногда уникальных ситуациях. Направления исследовательской работы в учебных заведениях достаточно разнообразны [20-21].

1.7 Особенности использования проблемного обучения на уроках химии

Проблемное обучение является одним из методов развития учащихся. Постановкой проблем, проблемных вопросов или проблемных ситуаций учитель создаёт определённые организационные условия для активизации мыслительной деятельности учащихся, стимулируя поиск недостающих знаний для разрешения познавательного противоречия. Этот поиск может происходить при определённых способах организации проблемного обучения.

Наиболее эффективны следующие три способа организации проблемного обучения: проблемное изложение, поисковая (эвристическая) беседа, самостоятельная поисковая и исследовательская деятельность учащихся.

Проблемное изложение.

Этот способ организации проблемного обучения наиболее уместен в тех случаях, когда учащиеся не обладают достаточным объёмом знаний, когда они впервые сталкиваются с тем или иным явлением и не могут установить необходимые ассоциативные связи. В этом случае поиск осуществляет сам учитель. Так, например, формирование понятия об ароматической связи в молекуле бензола возможно, если проследить историю синтеза и изучение бензола через анализ формулы Кекуле. Таким образом, учитель не просто сообщает выводы науки, но и раскрывает путь, который привёл к этим выводам.

Учитель при проблемном изложении материала руководит познавательным процессом учеников, ставит вопросы, которые заостряют внимание учеников на противоречивости изучаемого явления, и заставляет их задуматься. Прежде чем учитель даст ответ на поставленный вопрос, ученики уже могут дать про себя ответ и сверить его с ходом суждения и выводов учителя.

Как было отмечено выше, проблемное изложение применяется обычно в тех случаях, когда учащиеся не имеют достаточного запаса знаний, чтобы активно участвовать в решении проблемы. Если же школьники обладают минимумом знаний, необходимым для активного участия в решении учебной проблемы, то применяется следующий способ организации проблемного обучения: поисковая беседа.

Поисковая (эвристическая) беседа.

Эвристической беседой называют систему логически взаимосвязанных вопросов учителя и ответов учащихся, конечной целью, которой является

решение целостной, новой для учащихся проблемы или её части. Основные

ценности эвристической беседы (по В.И. Андрееву):

1. Искусно поставленные вопросы задают стратегию творческого мышления. Проблема разбивается на подпроблемы, снижается уровень сложности до уровня соответствующих творческих возможностей ученика. 2.Каждый новый вопрос формирует новую стратегию - цель деятельности.

3. Стиль, манера, взгляды, убеждения учителя становятся достоянием его учеников.

Поисковая беседа обычно проводится на основе создаваемой учителем проблемной ситуации. При этом учащиеся самостоятельно намечают этапы поиска, высказывая различные предположения, выдвигая варианты решения проблемы.

Беседа поискового характера является необходимой подготовительной ступенью к работе учащихся на уровне исследования.

1.8Самостоятельная поисковая и исследовательская деятельность учащихся

Самостоятельная деятельность учащихся исследовательского характера является высшей формой самостоятельной деятельности и возможна лишь тогда, когда школьники обладают достаточными знаниями, необходимыми для построения научных предположений также умением выдвигать гипотезы.

Одним из путей осуществления данного способа организации проблемного обучения является постановка исследовательских заданий. Особенностью таких заданий является то, что сначала, как правило, выполняется практическая работа по сбору фактов (опыты, эксперимент, наблюдение, работа за книгой, сбор материала), а затем их теоретический анализ и обобщение. При этом проблема очень часто возникает не сразу, а в ходе обнаружения несоответствия, противоречия между выявленными фактами [22].

При исследовательском методе обучения познавательная деятельность

школьников по своей структуре приближается к исследовательской деятельности учёного, открывающего новые научные истины. Таким образом, исследовательский метод обучения - один из самых эффективных способов организации проблемного обучения, обеспечивающий наиболее высокий уровень познавательной самостоятельности учащихся.

Чтобы учащиеся приняли к решению учебную проблему, необходимо создание проблемных ситуаций. В методике обучения химии способы создания проблемной ситуации сформулированы следующим образом:

1.Демонстрация или сообщение некоторых фактов, которые учащимся
неизвестны и требуют для объяснения дополнительной информации. Они
побуждают к поиску новых знаний. Например, учитель демонстрирует
аллотропные видоизменения элементов и требует объяснить, почему они
возможны.

Использование противоречия между имеющимися знаниями и изучаемыми фактами, когда на основании известных знаний учащиеся высказывают неправильные суждения. Например, учитель задаёт вопрос: может ли при пропускании оксида углерода(1У) известковую воду получиться прозрачный раствор? Учащиеся на основании предшествующего опыта отвечают отрицательно, а учитель показывает опыт с образованием гидрокарбоната кальция.

Объяснение фактов на основании известной теории. Например, почему при электролизе раствора сульфата натрия на катоде выделяется водород, а на аноде кислород? Учащиеся должны ответить на вопрос, пользуясь справочными таблицами: рядом напряжений металлов, рядом анионов, расположенных в порядке убывания способности к окислению, и сведениями об окислительно-восстановительной сущности электролиза.

С помощью неизвестной теории строится гипотеза и затем проверяется практикой. Например, будет ли уксусная кислота как органическая кислота проявлять общие свойства кислот? Учащиеся высказывают предположения, учитель ставит эксперимент, а затем даётся теоретическое объяснение.

Нахождение рационального пути решения, когда заданы условия и дана конечная цель. Например, учитель предлагает экспериментальную задачу: даны три пробирки с веществами. Определить эти вещества наиболее коротким путём, с наименьшим числом проб.

Нахождение самостоятельного решения при заданных условиях. Это уже творческая задача, для решения которой недостаточно урока. Нужно дать учащимся возможность подумать дома, использовать дополнительную литературу.

7. Принцип историзма также создаёт условия для проблемного обучения. Например, поиск путей систематизации химических элементов, приведший, в конечном счёте, Д.И.Менделеева к открытию периодического закона. Многочисленные проблемы, связанные с объяснением взаимного влияния атомов в молекулах органических веществ на основе электронного строения, также являются отражением вопросов, возникших в истории развития органической химии. Не обязательно, чтобы на уроке использовались все этапы проблемного обучения [23-26].

1.9Уроки-игры

Качество знаний учащихся во многом определяется их интересом к химии. Интерес к предмету можно развивать во внеклассной и учебной деятельности, совершенствуя методы и формы работы. Поскольку урок -основная форма обучения, нельзя недооценивать его возможности в развитии познавательного интереса учащихся. Стремясь сделать обучение более интересным, я все чаще уходила от традиционного проведения уроков, увеличивая их разнообразие (уроки-игры, уроки-диспуты, уроки-конкурсы и т.д.). Игры-уроки направлены на развитие творческих способностей, фантазии, внимания и памяти учащихся, расширение кругозора, приобретение новых знаний и умений. В игре ребенок раскрепощается, исчезают скованность и неуверенность в своих силах, а при достижении определенного успеха появляется желание играть вновь и вновь. Поэтому в настоящее время по-прежнему актуальны методы, основанные на использовании игровых технологий при обучении химии. Основная задача игр состоит в повышении эффективности обучения за счет усиления интереса учащихся к уроку и придания ему эмоциональной окраски [27-29].

Глава П. Экспериментальная часть

Один из самых сложных в методическом плане этапов учебно-исследовательской работы с учащимся - момент их первичного включения в собственную исследовательскую деятельность. Дети, конечно, исследователи по своей природе, но прежде их надо научить самому процессу исследования: выявлению проблем через столкновение между «знаю» и «не знаю», разработке гипотезы, наблюдению, проведению эксперимента и т.п. Уроки, организованные в исследовательском режиме открывают перед школьниками новые горизонты для самостоятельных научных исследований.

В настоящей главе изложены планы-конспекты проведенных в рамках эксперимента уроков и результаты исходного и конечного контроля знаний (результаты эксперимента), а также банк контрольных заданий в поддержку изучения выбранных разделов курса химии и предложенной методики исследовательской работы [30].

2.1 Урок №1 Электронное и пространственное строение алканов Гомология, изомерия и номенклатура алканов

Цели урока. 1. Дать учащимся понятие о предельных углеводородах, их химическом, пространственном строении. Ознакомить с понятием гомологии, правилами названия веществ и составлении формул по современной (систематической) номенклатуре. 2. Уметь объяснять тетраэдричное строение молекулы метана, зигзагообразное строение цепи у предельных углеводородов, называть их по систематической номенклатуре и по названию составлять формулы.

Уметь различать понятия «гомолог» и «изомер». Составлять формулы гомологов и изомеров для данного органического вещества.

Ход урока

1. Организационный - момент

2.Опрос (актуализация знаний)

3.Изучение нового материала (ниже предложена запись лекции, как при изучении предыдущей темы).

Понятие об углеводородах.

Строение молекулы метана.

Качественный состав метана определен по продуктам сгорания. Молекулярная формула метана СН₄. Структурная формула метана

Электронная формула метана

В молекуле метана атом углерода находится в возбужденном состоянии

внешний слой метана

возбужденное состояние атома углерода, где углерод - 4-х-валентный.

При этом происходит гибридизация электронных облаков одного s-электрона и трех р-электронов, т.е. происходит зр³-гибридизация и образуется четыре одинаковых гибридных электронных облака, направленных к вершинам углов тетраэдра, молекула метана имеет тетраэдричную форму. (Записать в термины «8р³-гибридизация» и «тетраэдричная форма».)

Особенности строения молекулы метана 1) Все связи С-Н в молекуле метана одинаковы и расположены под углом 109°28', т.к. электронные облака, заряженные одноименно, наиболее удалены друг от друга.

Гибридные облака вытянуты (направлены) к вершинам тетраэдра, т.к. при этом происходит наибольшее перекрывание их с электронными облаками атомов водорода.

Тетраэдричная форма молекулы метана обусловлена тетраэдричным направлением 4 гибридных облаков атомов углерода.

Все эти особенности строения молекулы метана обуславливают наибольшую устойчивость молекулы.

Демонстрация - цель: показать, что модели молекул бывают масштабные и шаро-стержневые. 3. Гомологический ряд метана. В природном газе, кроме метана (СН₄), содержится много других углеводородов, сходных по строению и свойствам с метаном. Их называют предельными углеводородами, или парафинами, или алканами. Пояснить эти названия. Эти углеводороды образуют гомологический ряд предельных углеводородов: СН₄ - метан С₂Н₆ - этан С₃Н₈ - пропан C₄H₁₀ - бутан

С₅Н₁₂-пентан и т.д. до C₁₀H₂₂.

Гомологи - это вещества, сходные по строению и химическим свойствам, но отличающиеся друг от друга на группу атомов СН₂ -(гомологическая разность).

Общая формула гомологов ряда метана С_пН_2п+2, где п- число атомов углерода.

4. Строение предельных углеводородов:

а)Атомы углерода, соединяясь друг с другом в цепи в молекуле
углеводородов, образуют зигзаг, т.е. углеродная цепочка имеет
зигзагообразное строение, а причина этому - тетраэдричное направление
валентных связей атома углерода.

Схема углеродной цепи

расстояние между соседними атомами углерода=0,154нм, угол между связями=109°28'.

Ковалентная связь в органической химии носит название о-связи.

б)Зигзагообразная углеродная цепь принимает в пространстве
различные формы, и причина этому - тепловое движение атомов в молекуле.

в)Атомы углерода, соединяясь друг с другом, образуют цепи. И это
свойство атомов углерода объясняется положением углерода в
периодической системе. Поэтому углерод почти не образует ионных
соединений, но зато легко образует ковалентные связи.

При разрыве связей молекулы углеводородов могут превращаться в свободные радикалы. При отрыве одного атома водорода образуется одновалентные радикалы, названия которых образуются от названий соответствующих углеводородов путем изменения суффиксов:

СН₄-метан--> СНз~ (метил)

С₂Н₄-этан ---> С2Н₅~ (этил)

СзН₈-пропан--> СзН₇~ (пропил)

6. Номенклатура предельных углеводородов. Существует несколько видов номенклатуры: историческая, рациональная, современная, или международная. Основной считается международная систематическая номенклатура, или Женевская. Основные ее принципы были приняты на международном съезде химиков в Женеве в 1892 году. Позже в нее вносились изменения.

Основные правила.

а)Выделяют в структурной формуле наиболее длинную цепь атомов углерода и нумеруют с того конца, где ближе разветвление.

б)В названии вещества цифрой указывают, при каком атоме углерода находится замещающая группа (радикал).

в)Если замещающих групп несколько, цифрами отмечают каждую из них.

г)Когда разветвление начинается при атомах углерода, равноудаленных от концов главной цепи, нумерацию ведут с того конца, к которому ближе расположен радикал, имеющий более простое строение.

И другие правила. Например, по формуле дать название:

Для предельных существует только 1 вид структурной изомерии -изомерия цепи или углеродного скелета. Например, дано вещество:

2. Закрепление знаний, умений, навыков [31-35].

2.2 Урок №2. Физические и химические свойства, получение и применение алканов.

Цели урока. Рассмотреть физические и химические свойства предельных углеводородов. Раскрыть особенности и механизм реакции замещения в органической химии. Сформировать понятие о реакции изомеризации. Показать, что области применения веществ определяются их свойствами. Систематизировать и скорректировать знания учащихся по теме «Предельные углеводороды».

Основные понятия. Реакция замещения, реакция изомеризации, цепные реакции. Реакции Вюрца.

Планируемые результаты обучения. Уметь устанавливать для алканов зависимость физических свойств от относительной молекулярной массы, зависимость химических свойств от строения. Уметь составлять уравнения реакций, характеризующих химические свойства предельных углеводородов (горение, термическое разложение, хлорирование, изомеризации). Знать области практического применения алканов. Уметь устанавливать зависимость между свойствами алканов и их применения.

Ход урока

Организационный - момент

Опрос (актуализация знаний)

3. Изучение нового материала (ниже предложена запись лекции, как при изучении предыдущей темы).

Краткое содержание урока. 1. Физические свойства предельных углеводородов: а) первые вещества (C₁-C₄)- газы, далее (C₅-C₁₅)- жидкости, а начиная с C₁₆H₃₄- твердые вещества. Таким образом, в гомологическом ряду с увеличением углеродных атомов изменяется агрегатное состояние веществ (газы-- жидкости--» твердые вещества) и тем самым подтверждается закон диалектики: переход количественных изменений в качественные; б) также в гомологическом ряду с увеличением углеродных атомов температуры кипения возрастают, т.к. увеличиваются силы притяжения между молекулами. Углеводороды с неразветвленной цепью кипят при более высокой температуре, чем углеводороды с разветвленной цепью.

Химические свойства предельных углеводородов и применение на основе свойств. Так как предельные углеводороды имеют сходное строение, они проявляют и общие химические свойства. 1-е свойство. Горение (полное окисление). Это свойство доказывает состав данных веществ.

Первые члены ряда горят бесцветным пламенем, а с увеличением числа атомов углерода коптят (здесь подтверждается закон диалектики - общность свойств и различие в проявлении общего).

Высокая теплота сгорания углеводородов обуславливают использование их в качестве топлива.

Другие свойства углеводородов подтверждают строение.

2-е свойство. Предельные углеводороды - химически стойки. Они не взаимодействуют с кислотами, щелочами, окислителями (раствор Вг₂-бромной воды, раствор КМnO₄ и др.). Но высшие парафины способны к неполному окислению.

3-е свойство. Реакция замещения (качественная реакция на предельные углеводороды). Эта реакция с галогенами идет по стадиям на свету.

Эта реакция относится к цепным реакциям.

Реакции, в результате которых происходит цепь последовательных превращений, называются цепными реакциями.

В разработке теории цепных реакций большую роль сыграли труды химика Н.Н. Семенова, лауреата Нобелевской премии.

Механизм данной реакции - свободнорадикальный. Процесс прекращается, если встречаются 2 радикала.

Галогенопроизводные предельных углеводородов используются в качестве растворителей, для тушения пожаров, как хладагенты, используется также НСЦ.

4-е свойство. Термическое разложение.

Эта реакция используется для получения каучуков,

высококачественных бензинов.

Предельные углеводороды не вступают в реакции присоединения.

3. Получение углеводородов.

а)Получают из газа и нефти.

б)Синтезом из простых веществ (реакция обратима реакции
разложения).

в) В лаборатории метан получают

г)Другие углеводороды с более длинной углеродной цепью получают из галогенпроизводных предельных углеводородов с металлическим натрием (реакция Вюрца):

II. Закрепление знаний, умений, навыков [35-38].

2.3 Практическая работа 1. «Качественное определение углерода, водорода и хлора в органических веществах»

Цель урока. Научить, опытным путем определять или подтверждать

качественный состав углеводородов. Совершенствовать умения проводить химический эксперимент.

Планируемые результаты обучения. Уметь практически определять наличие углерода, водорода и хлора в органических веществах, соблюдать правила техники безопасности при работе в химическом кабинете.

Методические рекомендации. Перед выполнением практической работы необходимо вспомнить правила техники безопасности при работе в химическом кабинете, правила нагревания веществ в пробирке и проверки прибора на герметичность.

Работу учащиеся выполняют по инструкции (с. 32-33 учебника). Оформить отчет о проделанной работе нужно в виде таблицы:

Качественное определение углерода и водорода. В сухую пробирку поместите около 1г порошка оксида меди (И) и 0,2г парафина, или бензина, или вазелина. Если в опыте используется парафин, тогда пробирку нагрейте до плавления парафина и затем содержимое ее встряхните, чтобы вещества хорошо перемешались. Пробирку закрепите в штатив в горизонтальном положении и поместите в нее недалеко от открытого конца немного безводного сульфата меди (И). Пробирку закройте пробкой с газоотводной трубкой, конец которой опустите в другую пробирку с известковой водой. Содержимое пробирки слегка нагрейте и наблюдайте за происходящими изменениями.

Задания для самостоятельных выводов. 1. Почему изменяется цвет сульфата меди (II)? О содержании какого элемента в исследуемом веществе это свидетельствует? 2. О содержании какого элемента свидетельствует помутнение известковой воды? 3. Что образовалось из оксида меди (II) и какие наблюдения это подтверждают? Напишите уравнения всех реакций, которые происходят при этом. Для парафина используйте его усредненную формулу С₂зН₄₈

Возьмите спираль из медной проволочки и прокаливайте ее в пламени до тех пор, пока пламя перестанет окрашиваться в зеленый цвет. Прокаленную спираль опустите в пробирку с тетрахлорметаном или в другое органическое вещество, содержащее хлор, затем вновь поместите спираль в пламя горелки. Наблюдайте зеленое окрашивание пламени, свидетельствующее о наличии хлора во взятом органическом растворителе.