Объяснительно-иллюстративный метод обучения в методике преподавания химии

Объяснительно-иллюстративный метод обучения в методике преподавания химии

Метод, при котором учитель объясняет учащимся материал и во многих случаях сопровождает объяснение демонстрацией средств наглядности, известен давно. Он не утратил своего значения и сейчас, поскольку позволяет в наиболее экономной форме передать учащимся необходимые знания и умения. Как было отмечено, деятельность учителя в данном случае состоит в том, чтобы интересно и по возможности доказательно сообщить «готовые» знания, убедить учащихся в истинности сообщаемых сведений, организуя наблюдения веществ и явлений, демонстрируя различные наглядные пособия. Учитель также показывает способы работы, образцы теоретического обобщения, предлагает задания для упражнений, деятельность учащихся проявляется в восприятии и осмыслении знаний и способов действий, запоминании их, воспроизведении по требованию учителя или использования их для самостоятельного решения новых задач.

В практике обучения химии могут складываться условия, при которых применение объяснительно-иллюстративного метода оказывается более целесообразным, чем попытка вовлечь учащихся в самостоятельный поиск знаний.

Объяснительно-иллюстративный метод обучения помогает решить некоторые важные задачи: позволяет добиться приобретения учащимися определенного запаса знаний и усвоения основных логических приемов умственных действий, пользуясь которыми они могут не только воспроизводить, но и применять знания в сходных, а иногда в новых ситуациях. Без этого невозможна творческая деятельность. Объяснительно-иллюстративный метод обучения предоставляет учителю больше возможности осуществлять руководство деятельностью учащихся, влиять на их мнения и убеждения, воспитывать на собственном примере.

Этот метод может применяться во всех дидактических целях: для изучения новых знаний, для их совершенствования и выработки умений, для проверки усвоения материала. В каждом случае он будет иметь определенное своеобразие и может осуществляться разными частными методами и методическими приемами.

В процессе изучения новых знаний и приобретения умений учащиеся будут слушать, наблюдать, выполнять те или иные действия, при этом осмысливать и запоминать. В процессе повторения, обобщения, при контрольных ответах учащиеся будут воспроизводить по памяти то, что усвоено, в ряде случаев переосмысливать те или иные факты, понятия, устанавливать новые связи между ними, другими словами, осуществлять репродуктивную деятельность в соответствии с поставленными дидактическими целями. Во всех этих случаях в умственной деятельности школьников будут преобладать процессы, опирающиеся на различные виды памяти: словесно-логическую, образную, двигательную.

Отсюда следует, что дальнейшее совершенствование объяснительно-иллюстративного метода должно вести к выработке все более эффективных приемов, увеличивающих продуктивность запоминания и прочность удержания в памяти изученного материала. Это возможно при глубоком осмыслений знаний учащимися.

Изложение новых знаний. Сообщение «готовых» знаний чаще всего происходит путем изложения их учителем (лекция, рассказ). Изложение будет тогда выполнять общие функции объяснительно-иллюстративного метода, когда содержание учебного материала в изложении будет построено с учетом специфической познавательной деятельности учащихся (воспринять, понять, запомнить, чтобы затем воспроизвести в том же виде или применить в аналогичных и новых ситуациях).

Рассмотрим, какого вида содержание может заключаться в изложении, позволяющем реализовать объяснительно-иллюстративный метод обучения.

Изложение по своему характеру бывает различным. Оно может содержать некоторые догматические сведения, т. е. включать факты и выводы без доказательств («Облако р-электрона имеет форму объемной восьмерки», «Состав серной кислоты выражается формулой H2S0₄» и т. п.).

Изложение может быть построено на описании результатов опыта как с внешней, так и с внутренней стороны. Например, учитель в VIII классе, демонстрируя опыт получения пластической серы из крлсталлической, описывает наблюдаемое изменение цвета и вязкости серы при нагревании в определенных температурных интервалах, отмечает появление новых свойств при охлаждении струи расплавленной серы в воде, пока не касаясь причины происходящего.

Описание используется в ходе изложения производственных процессов, например, когда учитель рассказывает, как работает городская водоочистительная станция (VII класс), каким образом устроены основные аппараты для производства серной кислоты (VIII класс), аммиака (IX класс) и т. д. Такого же характера описание заключено и в соответствующих учебных кинофильмах.

Рассказы об истории открытия законов, тех или иных положений химии, а также изложение вопросов применения веществ, их нахождения в природе, изучения их состава и строения в истории науки -- все эти сведения обычно преподносятся учащимся посредством описаний в яркой и эмоциональной форме.

Изложение может быть объясняющим. Излагая материал, учитель раскрывает процесс мышления, показывает различные связи и отношения между тем, что объясняется, и тем, на основании чего объясняется тот или иной факт и положение. Как правило, описание и объяснение сопровождают друг друга. Так, описывая изменения, происходящие во время опыта получения пластической серы, учитель не ограничивается лишь описанием явлений, он объясняет, почему такие изменения происходят. Описание строения молекул разных аллотропных модификаций серы в данном случае служит основой для объяснения причины появления новых свойств у пластической серы.

Вопросы методики описания, научного объяснения в обучении химии получили освещение в работе В. П. Гаркунова (19). Наибольшее значение, как отмечает В. П. Гаркунов, в преподавании химии имеет раскрытие сущности явлений, и в частности причинно-следственных связей при объяснении. В зависимости от того, на каком теоретическом этапе изучения курса излагается тот или иной вопрос, с большей или меньшей глубиной вскрывается сущность происходящих явлений.

Самым сложным видом объясняющего изложения является проблемное изложение, включающее и описание, и разного рода объяснения. Деятельность учащихся, слушающих описание, объяснение или логику рассуждений, в которых развертывается картина возникновения и решения проблем науки и практики, остается одинаковой: они воспринимают, осознают «готовые» знания, чтобы запомнить и уметь ими воспользоваться в дальнейшем. Проблемное изложение хотя и относится к объяснительно-иллюстративному методу, однако стоит «на грани» с частично-поисковым методом. Учитель вначале ставит учащихся перед определенным противоречием между известными фактами, положениями или создает ситуацию затруднения в объяснении изученных явлений, а затем формулирует проблему, намечая путь ее решения, выдвигает гипотезы и рассматривает способы их проверки, делает выводы и обобщения. Учащиеся, слушая такое изложение, мысленно соучаствуют в решении проблем. При этом они обучаются на образцах проведенных исследовании в науке, что в известной степени развивает их творческие способности (19, 130).

В усложнении объяснительно-иллюстративного метода (от описательного к объясняющему и затем проблемному изложению) также находит выражение идея развития методов в процессе обучения.

Для активизации внимания и мышления учащихся при изложении материала учителем в практике обучения химии используются различные методические приемы и способы сообщения знаний. Учитель не просто пересказывает содержание учебника, а, взяв его за основу рассказа, по-иному группирует материал, выделяя ведущие мысли, обогащает его новыми фактами, взятыми из дополнительной литературы, периодической печати, использует материалы партийных решений, применяет выразительные схемы и записи, что упорядочивает сведения, позволяет показать их отношения друг к другу. В качестве методических приемов в изложение учителя включаются демонстрационные опыты, показ таблиц, моделей, экранных пособий и т. д. Все это придает изложению большую информационную емкость и в то же время возбуждает интерес, лучше мобилизует внимание, активизирует восприятие учащихся.

Беседа. Учебный материал может быть воспринят, осмыслен и закреплен в памяти учащихся не только в процессе прослушивания изложения учителя или заменяющего его лица (диктора в кинофильме, ведущего в телепередаче и т. п.), но и посредством беседы.

Беседа как способ применения объяснительно-иллюстративного метода может быть различной. Это различие, так же как и в случае изложения знаний учителем, будет создаваться содержанием обсуждаемого материала. Учитель обращается к учащимся с вопросами, которые требуют от них припоминания изученного, соотнесения известного с неизвестным, описания увиденного, несложных обобщений и выводов.

Например, на уроке в VII классе, посвященном изучению нового для учащихся типа химических реакций -- реакции обмена, учитель проводит беседу, подводящую учащихся к нужным выводам. Предварительно он разъясняет задачу урока: ознакомиться с общим свойством кислот реагировать с оксидами металлов и пополнить знания о типах химических реакций.

Учитель. - К каким известным вам типам химических реакций относятся те, уравнения которых написаны на доске?

Учащийся. Реакция горения водорода относится к реакциям соединения, а реакция получения водорода из соляной кислоты с помощью цинка-- к реакциям замещения.

Учитель. Какие признаки реакций позволяют отнести их к тому или иному типу?

Учащийся. Надо учитывать, сколько веществ взяли для реакции и сколько получили.

Учитель. Этого факта недостаточно. На основании чего вы отнесли реакцию получения водорода из соляной кислоты с помощью цинка к реакциям замещения?

Учащийся. В этой реакции для исходных вещества, одно из которых простое (цинк), другое сложное (соляная кислота), и два вещества, которые получились в результате реакции: одно тоже простое (водород), другое сложное (хлорид цинка). При реакции атомы простого вещества замещают некоторые атомы в сложном веществе.

Учитель. Что же еще, кроме числа реагирующих и получающихся веществ, надо учитывать при отнесении реакции к определенному типу?

Учащийся. Важно учитывать состав веществ, вступающих и получающихся в результате реакции.

Далее учитель дает задание выполнить лабораторный опыт получения сульфата меди (II) при реакции между оксидом меди (II) и раствором серной кислоты, пользуясь имеющейся у учащихся инструкцией. Затем продолжает беседу.

Учитель. По каким признакам можно судить, что в опыте произошла химическая реакция?

Учащийся. Раствор приобрел голубую окраску, а черный порошок оксида меди растворился.

Учитель. Что вы заметили на стенках фарфоровой чашечки при медленном выпаривании полученного раствора?

Учащийся. На стенках выше поверхности раствора были заметны маленькие голубые кристаллики.

Учитель. Не знаете ли вы вещество, состоящее из таких голубых кристаллов? Оно нередко используется для получения растворов, применяемых с целью опрыскивания плодовых деревьев и кустарников, чтобы уничтожить вредителей-насекомых.

Учащийся. Может быть, это медный купорос?..

Учитель. Это действительно медный купорос, состоящий в основном из сульфата меди (II). Напишите уравнения проведенной реакции и определите, к какому типу она относится.

Учащиеся составляют уравнение реакции, учитель проверяет их записи и пишет химическое уравнение на доске.

Учащийся. Реакцию можно отнести к реакциям замещения.

Учитель. Все согласны?

Учащийся. Нет, это не реакция замещения, потому что здесь нет простых веществ -- все вещества сложные. Ее нельзя отнести ни к одному из известных нам типов.

Учитель. Действительно, эта реакция относится к новому для вас типу; реакции, принадлежащие к этому типу, характеризуются тем, что атомы элементов в одном сложном веществе обмениваются на атомы каких-либо элементов в другом сложном веществе. Поэтому реакции данного типа называют реакциями обмена. Чем сходны и чем различаются реакции обмена и реакции замещения?

Учащиеся проводят сравнение и повторяют определения. 'Учащиеся здесь представляют в общем виде конечную цель беседы и отвечают на вопросы, часто предугадывая следующий. Каждый шаг по пути к выводу уже определен вопросом учителя. Учащимся нужно следить за логикой развертывания материала, припоминать, по требованию учителя выполнять логические операции: сравнивать, анализировать, формулировать относительно простые умозаключения. В процессе беседы учащиеся осмысливают и запоминают обсуждаемый материал.

Такого типа вопросо-ответную беседу применяют в тех случаях, когда учащиеся еще не приобрели достаточного объема знаний и умений выдвигать гипотезу, находить путь ее проверки, строить выводы.

Иллюстративный способ демонстрации средств наглядности. Изложение и беседа на уроках химии включают демонстрацию средств наглядности: химических опытов, веществ, моделей, таблиц и т. п. для иллюстрации высказанных положений.

В зависимости от содержания изучаемых знаний может быть два основных варианта иллюстративного способа сочетания слова с наглядностью. Если учащиеся должны усвоить свойства и явления, которые можно непосредственно наблюдать, то учитель сначала описывает их, а затем демонстрирует. Если требуется усвоить сущность явления, которая недоступна наблюдению, то учитель демонстрирует опыт и одновременно объясняет сущность происходящих явлений (54).

Иллюстративный способ демонстрации средств наглядности имеет некоторые преимущества по сравнению с исследовательским. Он в большей мере позволяет облегчить учащимся наблюдения: учитель предупреждает о том, что должны заметить школьники, о чем им нужно будет рассказать впоследствии. При этом учитель употребляет обороты речи, свойственные учебному предмету, придерживается определенного порядка в изложении того, что учащиеся наблюдают. Все это помогает им быстрее понять смысл происходящего и запомнить, как следует описывать результаты наблюдений. Например, на уроке в VII классе учитель знакомит учащихся со способами получения водорода, объясняет сущность химической реакции между цинком и раствором кислоты, а затем демонстрирует опыты получения водорода в пробирке, в приборах для получения газов. Ознакомление с аппаратом Киппа учитель проводит, используя действующий прибор, разобранный прибор, таблицу, на которой изображены детали аппарата и весь прибор в действии.

Правильное сочетание методических приемов имеет большое значение для обеспечения эффективности метода обучения. Исследования М. Я. Голобородько показали, в частности, что при ознакомлении учащихся с прибором важная роль принадлежит рисунку, значение которого возрастает по мере усложнения прибора. Было доказано, что использование различного изображения приборов позволяет достигать разных целей: изображение в перспективе способствует лучшему запоминанию внешних признаков; условно-схематическое изображение более способствует развитию мышления учащихся, побуждает их к творчеству.

Иногда трудности в развитии тех или других представлений объясняются именно тем, что учащиеся не имеют возможности в достаточной мере прибегать к помощи восприятий. Изучение состояния электронов в атомах, электронного строения молекул органических веществ вызывает трудности нередко потому, что требует высокоразвитых трехмерных пространственных представлений, в то время как в качестве материала для восприятия им преимущественно даются рисунки. Использование моде лей в сочетании с рисунками помогает развить представления и укрепить их в памяти.

В практике учителей химии в настоящее время все большее место стали занимать технические средства демонстрации средств наглядности. Эффективным методическим приемом является, например, использование кодоскопа, позволяющее добиться лучшего понимания, более осознанного восприятия и запоминания некоторых демонстрационных опытов, устройства и принципов работы различных аппаратов и т. д. Демонстрация натуральных объектов при этом может сочетаться с их схематическими (по частям) изображениями на пленке кодоскопа, создавая при последовательном наложении кадров эффект мультипликации.

К иллюстративному способу сочетания изложения или беседы с демонстрацией средств наглядности можно прибегать з том случае, когда сложность анализа наблюдаемого явления превосходит возможности учащихся самостоятельно прийти к выводу и когда они недостаточно подготовлены к восприятию знаний на основе наблюдений. Иллюстративный способ демонстрации может быть использован для подтверждения другими примерами уже решенной проблемы. Но и новая для учащихся проблема иногда может быть решена путем теоретических рассуждений, а затем выводы проиллюстрированы опытами. Такие условия возникают в случае недостаточной подготовленности учащихся к тому, чтобы выдвинуть гипотезу: у них еще может не быть необходимого запаса «опорных» знаний для этого (54).

Изучение Д. М. Кирюшкиным сравнительной эффективности иллюстративного и исследовательского способов демонстрации показало, что однозначного решения относительно целесообразности применения той или иной формы демонстрации быть не может даже при условии одинакового содержания изучаемого материала. Однако доказано, что если ставится цель усвоения фактов (а это бывает не так часто) и путь овладения такими знаниями несложен, то преимущество будет на стороне иллюстративного метода, как более простого и экономичного по времени. Вместе с тем установлено, что иллюстративный способ демонстрации не обеспечивает достаточную прочность знаний по сравнению с исследовательским. Поэтому применение его должно осуществляться с учетом ряда условий. Если в дальнейшем учащиеся будут встречаться с данными фактами и получать возможность закрепить их в памяти, то иллюстративный способ демонстрации не только не принесет ущерба, но и сыграет положительную роль.

При повторении и закреплении знаний демонстрация средств наглядности или ученический эксперимент чаще всего проводится как иллюстрация изученного новыми примерами, углубляющими и расширяющими полученные представления. Учащиеся в этом случае, припоминая знания, осуществляют перенос их, применяют в сходных ситуациях. Так, если в начале урока в VIII классе был показан опыт горения натрия в атмосфере хлора, проведен его анализ и сделан первый вывод о взаимодействии хлора с металлами, то горение железа в хлоре следует показать в конце урока с целью уточнения и закрепления полученных знаний. При этом учитель обратит внимание учащихся на экзотермичность реакций как общий признак, отметит разный состав продуктов реакций, используя для доказательства аналогию в большей мере, чем это делается в случае демонстрации подобных опытов при изучении нового материала.

Самостоятельная работа учащихся. Объяснительно-иллюстративный метод может осуществляться и тогда, когда внешняя активность учителя проявляется минимально, т. е. в случае выполнения учащимися самостоятельной работы. Разумеется, деятельность учащихся с самого начала организуется учителем. Он разъясняет цель, дает задание, следит за работой в классе, проводит последующее обсуждение.

Задания для самостоятельных работ такого типа заключают в себе требования выполнить те или иные действия по образцу или осуществить, как говорят, «ближний перенос» знаний. Указания обычно предписывают, как и в какой последовательности надо решать ту или иную задачу. Выполняются они чаще всего на начальном этапе изучения химии, когда учащиеся еще не имеют необходимых умений по технике выполнения химического эксперимента, по написанию химических формул и уравнений и т. п.

Задания, требующие воспроизведения знаний, оказывают в то же время определенное развивающее влияние на учащихся. Выполняя их, учащиеся в известной мере систематизируют приобретенные знания, лучше осмысливают их, делают их активными.

Самостоятельная работа в этих случаях преследует цель закрепления в памяти нового материала. Так, на уроке, имеющем целью ознакомление учащихся с лабораторным оборудованием в VII классе, учитель объяснил и продемонстрировал устройство газовой горелки, правильный способ нагревания, а затем дал учащимся задание для самостоятельной работы: выполнить те же операции зажигания газа, регулирования пламени, нагревания воды в пробирке, пользуясь оборудованием, имеющимся на столах учащихся.

Другой пример. Учитель объяснил сущность реакции нейтрализации, продемонстрировал опыты, пользуясь растворами щелочей и кислот, сообщил, что с кислотами подобным образом реагируют и нерастворимые основания. После этого предложил учащимся самостоятельно выполнить опыты, подтверждающие реакции гидроксидов меди и железа с растворами кислот, записать уравнения проделанных реакций. Здесь учащиеся выполняют новый опыт, но о результате его они уже знают со слов учителя.

Объяснительно-иллюстративный метод используется в целях упрочения умений, упражнения в применении знаний. Особенно плодотворно данный метод применяется при обучении химическому языку. Известно, что важным условием овладения навыком правильного составления формул и уравнений является наличие как зрительных представлений, так и представлений, точно передающих смысл символики. Отсюда следует, что успеха в обучении химическому языку можно добиться, предлагая учащимся такие самостоятельные работы, которые предусматривают сочетание разного рода представлений, опору на различные виды памяти.

Решение задач и выполнение письменных упражнений при их первоначальном изучении также нередко проводятся объяснительно-иллюстративным методом. Учитель сам показывает образец решения, оформляя записи на доске или на пленке кодоскопа, а затем предлагает аналогичные задания для самостоятельного выполнения учащимися в тетрадях.

В результате исследований, выясняющих эффективность различных видов изложений и самостоятельных работ учащихся. (19, 46), обоснованы наиболее типичные условия, в которых применение одних методов предпочтительнее, чем других. Изложение, в том числе и проблемное, должно использоваться в том случае, если впервые изучаются новые теоретические вопросы или такой материал, на котором в дальнейшем будет основываться изучение ряда других вопросов. Путем изложения раскрывается материал обобщающего характера, который заключает в себе мировоззренческие идеи, требующие особого подчеркивания и пояснения. Самостоятельная работа учащихся с текстом может с успехом заменить изложение учителя при изучении описательного материала, фактических сведений. Целесообразно применять самостоятельную работу и при обобщении фактов, выявлении связей между ними. В этом случае изучение текста сочетается с рассмотрением готовых таблиц или с их составлением.

Как известно, организация самостоятельной работы учащихся позволяет успешнее добиться запоминания ими учебного материала, поскольку такое запоминание опирается на различные виды памяти. Поэтому в настоящее время в опыте передовых учителей такие формы организации учебной работы учащихся занимают все большее место. Однако использование объяснительно-иллюстративного метода при проведении самостоятельных работ не должно преобладать над работами частично-поискового и исследовательского характера, позволяющими лучше активизировать умственную деятельность учащихся и добиваться более высоких результатов.

Отмечая все положительное, что заключает в себе объяснительно-иллюстративный метод обучения, и условия, при которых он может быть применен, следует иметь в виду и его недостатки. Если учитель преимущественно дает «готовые» знания, побуждает только к воспроизведению полученных знаний и приобретенных умений в той же логической структуре, как это было им дано, то такой метод может оказаться тормозом для развития учащихся. У них в этом случае медленно вырабатывается умение осознавать цели, находить новые пути решений, отличные от готовых усвоенных схем.