Исследовательский принцип в процессе обучения химии

ВВЕДЕНИЕ

В условиях современной жизни общество поставлено перед необходимостью выработки нового мировоззрения, в центре которого человек существует не сам по себе, а как органическая часть окружающего мира. Демократизация дала возможность учителю широкие возможности для творчества, он получил свободу действий, выбора, возможного активного поиска оптимальных форм, методов, приемов обучения. Осуществление интеграции в обучении является одним из таких поисков. Интеграция ставит цель - дать ребенку целостное представление об окружающем мире, а средством этого является комплексное изучение школьных дисциплин, вскрытие связей между ними.

Глава 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ И ИНТЕГРИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЦЕЛОСТНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ ОКРУЖАЮЩЕМ МИРЕ

Интеграция как педагогическое явление имеет давние традиции. Еще в XVII веке Ян Амос Каменский говорил, что начальная школа должна учить не только чтению, письму и счету, но и полезным детям сведениям, которые входят в фонд общих знаний, основанных на интересах детей. Великий педагог К.Д. Ушинский строил изучение русского языка в тесной взаимосвязи с литературой. А вот позиция доктора педагогических наук, профессора Н.Н. Светловской: “ Наша принципиальная позиция: дедуктивное мышление нужно развивать с детства, что называется с колыбели. Только при этом условии можно решить проблему сегодняшней перегрузки. Каждого ученика должно учить системно и ассоциативно, интегрировано, что надежно обеспечивается интегрированием знаний, и, конечно, отработкой соответствующей технологии познания”.

В учебных программах часто одна и та же тема изучается несколькими дисциплинами. Такое дублирование в определенной степени дезориентирует ученика. Проведение интегрированных уроков позволяет ликвидировать дублирование материала. На устранение умственной и физической перегрузки при проведении интегрированных уроков должен быть направлен выбор методов и форм уроков. Прежде всего, это игровые ситуации, музыкальные паузы, методы словесного рисования при работе над художественным текстом, прослушивание музыкальных произведений. Кроме того, интеграция нескольких предметов является средством интенсификации урока, расширяет его информативную емкость, способствует развитию интереса к предметам.

Интегрированные уроки расширяют рамки обычного урока, а, значит, увеличивается возможность развития творческих способностей каждого ученика. Интеграция позволяет научить учащихся добывать знания самостоятельно, повышать интеллектуальный уровень, развивать интерес к учению, расширить их кругозор, развить потенциальные возможности младших школьников. При проведении интегрированных уроков успешнее решается такая проблема, как индивидуальный дифференцированный подход в обучении детей с разными способностями. Интегрированные уроки нравятся детям, вызывают у них интерес к познанию, дают им много нового, полезного, в них содержится большой эмоциональный заряд. Эти уроки помогают формированию орфографической зоркости, развитию речи и обогащению словарного запаса ребят, развивают эстетический вкус, умение понимать и ценить произведения искусства, красоту и богатство родной природы, творческий потенциал.

Подобный урок требует от учителя особой подготовительной работы, важным выражением которой выступает активный поиск эффективных методов его проведения. Развитие способностей педагога в построении учебного процесса выражается в умении находить точки соприкосновения содержания различных предметов, отвечающих целям и задачам урока. Интеграция в моем понимании рассматривается не только с точки зрения взаимосвязей знаний по предметам, но и как интегрирование технологий, методов, и форм обучения. Педагогическая деятельность- это сплав норм и творчества науки и искусства Логично задать вопрос: всякое ли обучение может быть интегрированным? Думается, что да.

Интеграция содержания (в обучении) -- процесс установления связей между структурными компонентами содержания в рамках определенной системы образования с целью формирования целостного представления о мире, ориентированной на развитие и саморазвитие личности ребенка.

Различают три уровня интеграции содержания учебного материала :

внутрипредметная - интеграция понятий, знаний, умений и т.п. внутри отдельных учебных предметов;

межпредметная - синтез фактов, понятий, принципов и т.д. двух и более дисциплин;

транспредметная -- синтез компонентов основного и дополнительного содержания образования.

Часто учитель проводит не один интегрированный урок, а 2-3 урока подряд, объединяя три и более предмета: обучение грамоте - письмо - математика; чтение -музыка - рисование; ознакомление с окружающим миром - музыка - рисование - труд. Здесь можно говорить уже о новой форме организации учебного процесса -интегрированном блоке.

Интегрированный блок может реализовываться и в течение целого дня, тогда возникает новая форма обучения - учебный день.

Таким образом, в профессиональной деятельности учителя всегда есть простор для поиска, педагогического творчества и уже не на уровне традиционной методики, а на уровне интеграции знаний по предметам и технологий обучения.

Термин "технология" заимствован из зарубежной методики, где его используют при описании по-разному организованных процессов обучения. Применение технологий направленно на совершенствование приемов воздействия на учащихся при решении дидактических задач.

Видов педагогических технологий много, их различают по разным основаниям. В дидактике выделяют три основные группы технологий:

Технология объяснительно-иллюстрированного обучения, суть которого в информировании, просвещении учащихся и организации их репродуктивной деятельности с целью выработки как общеучебных, так и специальных (предметных) умений.

Технология личностно-ориентированного обучения, направленная на перевод обучения на субъективную основу с установкой на саморазвитие личности (Якиманская И.С.).

Технология развивающего обучения, в основе которой лежит способ обучения, направленный на включение внутренних механизмов личностного развития школьника.

Каждая из этих групп включает несколько технологий обучения. Так, например, группа личностно-ориентированных технологий включает технологию разноуровневого (дифференцированного) обучения, коллективного взаимообучения, технологию полного усвоения знаний, технологию модульного обучения и т.д. Эти технологии позволяют учитывать индивидуальные особенности учащихся, совершенствовать приемы взаимодействия учителя и учащихся.

Интегрированное обучение подразумевает и проведение бинарных уроков и уроков с широким использованием межпредметных связей. Существует множество типов урока это: урок формирования новых знаний, урок обучения умениям и навыкам, урок применения знаний на практике, урок повторения, систематизации знаний, закрепления умений, урок контроля и проверки знаний и умений,комбинированный урок. Каждый из уроков конструируется в различных формах имеет свою структуру, цели и задачи.

Следует разделять традиционный и современный уроки.

Традиционный урок решает общеобразовательную задачу - вооружить учеников знаниями и строится в основном на объяснительно-иллюстративном методе. На таком уроке широко применяются наглядные пособия, организуется наблюдение и описание увиденного.

Современный урок формирования знаний на основе сочетания разнообразных методов и средств обучения решает комплекс задач. Используются как объяснительно-иллюстративные, так и частично поисковые, исследовательские методы обучения, дискуссия, разнообразные источники знаний, программы телевидения, кинофрагменты, магнитофонные записи, мультимедийные курсы, интернет-технологии, другие технические средства обучения и контроля. Широко используются также разнообразные формы работы: групповая, фронтальная, парная, индивидуальная.

На таких уроках создается больше возможностей для решения познавательных задач, высказывания предложений реализации творческого потенциала, словом создаются условия для полного развития личности учащегося.

Прогрессивные педагоги разных эпох - Я.И. Каменский, К.Д. Ушинский, В.А. Сухомлинский и другие - подчеркивали необходимость взаимосвязей между учебными предметами для отражения целостной картины природы “в голове ученика”, для создания истинной системы знаний и правильного миропонимания.

Интегрированный урок - это междисциплинарная форма учебного процесса, который базируется, главным образом, на теории познания и понимания того, что поиск знания является лучшим способом междисциплинарного исследования.

Структура интегрированных уроков - отличается от обычных уроков следующими особенностями:

предельной четкостью, сжатостью учебного материала;

логической взаимообусловленностью, взаимосвязанностью;

информационной емкостью учебного материала используемого на уроке.

Практика подтверждает, что хорошие основания для проведения интегрированных уроков дает сочетание предметов:

обучение грамоте (чтение, письмо) - математика;

чтение - русский язык;

чтение - музыка - рисование;

математика - труд;

ознакомление с окружающим миром - музыка - рисование - труд.

При планировании требуется тщательное определение оптимальной нагрузки различными видами деятельности учащихся на уроке.

Важное место в качественном проведении урока играет (А.И.Уман “Дидактические основы конструирования сценария урока”) “постановка” сценария. В него входят три составляющие:

деятельность учителя;

форма организации деятельности учащихся во взаимодействии с учителем;

деятельность учащихся по выполнению учебных заданий.

Урок должен иметь четко сформулированные учебные задачи, для решения которых необходимо привлечение знаний из других областей.

Цель интегрированных уроков - обучение учащихся умениям самостоятельно применять знания из разных дисциплин при решении новых вопросов и задач. Они имеют определенные преимущества:

повышают мотивацию, формируют познавательный интерес;

способствуют формированию целостной научной картины мира (теоретической, практической, прикладной);

способствуют развитию устной и письменной речи;

способствуют развитию изобразительных и музыкальных умений и навыков;

развивают в большей степени воображения, мышления, памяти;

способствуют увеличению темпа выполняемых, учебных операций.

Опыт работы по предлагаемой системе позволяет сделать выводы о результатах и значении интегрированного обучения, которые сводятся к следующему.

Интегрированное обучение:

способствует развитию научного стиля мышления учащихся;

даёт возможность широкого применения учащимися естественнонаучного метода познания;

формирует комплексный подход к учебным предметам, единый с точки зрения естественных наук взгляд на ту или иную проблему, отражающую объективные связи в окружающем мире;

повышает качество знаний учащихся;

повышает и развивает интерес учащихся к предметам) формирует убеждение учащихся, что они могут изучать с пониманием более сложные вещи в сравнении с теми, которые предлагаются в учебнике;

позволяет использовать авторские компьютерные программы учащихся (созданные на базе интеграции) в дальнейшем учебном процессе;

расширяет кругозор учащихся, способствует развитию творческих возможностей учащихся, помогает более глубокому осознанию и усвоению программного материала

приобщает школьников к научно-исследовательской деятельности.

Урок - это часть жизни ребенка, и проживание этой жизни должно совершиться на уровне высокой общественной культуры. Урок- момент жизни -, это “кусок истории личностной судьбы ребенка”.Предметные программы, к сожалению, составлены так, что знания ребенка остаются разрозненными, искусственно расчлененными по предметному признаку. Потребность преодолеть эти противоречия привела к попытке разработать систему интегрированных уроков. Интегрированные уроки в начальной школе призваны научить ребенка с первых шагов обучения представлять мир как единое целое, в котором все элементы взаимосвязаны. На интегрированных уроках дети работают легко и с интересом усваивают обширный по объему материал. Важно и то, что приобретенные знания и навыки применяются младшими школьниками в их практической деятельности не только в стандартных учебных ситуациях, но и дают выход для проявления творчества, для проявления интеллектуальных способностей. Из школьной практики известно, что вопросы, требующие рассмотрения чего-либо с непривычной стороны, нередко ставят детей в тупик. И это понятно: ведь их этому не учили. Разумеется, увидеть что-то по-новому, и не так, как ты видел раньше, - очень не простая задача. Но этому можно научиться, если направить процесс обучения на развитие творческих способностей учащихся. Введение интегрированной системы может с большей степени, чем традиционное предметное обучение, способствовать развитию широко эрудированного человека, обладающего целостным мировоззрением, способностью самостоятельно систематизировать имеющиеся у него знания и нетрадиционно подходить к решению различных проблем. Этот метод обучения очень привлекателен и для учителей: помогает им лучше оценить способности и знания ребенка, понять его, побуждает искать новые, нетрадиционные формы и методы обучения. Это большая область для проявления творческих способностей для многих: учителей, методистов, психологов, всех, кто хочет и умеет работать, кто может понять сегодняшних детей, их запросы и интересы, кто их любит и отдает им себя!

Глава 2. ИНТЕГРАЦИЯ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ХИМИИ

Задача учителя, планирующего интегрированный урок, - научить ребят мыслить абстрактными категориями, сопоставлять обобщенные выводы с конкретными явлениями, вырабатывать собственную оценку явлений. А для этого нужно, чтобы ребята попытались взглянуть на вещь заново, как на непривычную для них. С этой целью они проделывают на уроке следующие мыслительные операции: проводят аналогии, обобщают, систематизируют учебный материал, выдвигают гипотезы, распространяют выводы, полученные из наблюдений над одним явлением на другое (экстраполяция), используют свой личный опыт, незнакомое делают знакомым и, наконец, моделируют все эти обобщенные мыслительные операции. Все это способствует развитию творческого мышления учащихся. В данной статье представлен интегрированный урок, а также некоторые творческие работы учащихся.

В настоящее время особую актуальность приобретает внедрение в практику обучения таких методов, которые способствовали бы духовному и творческому саморазвитию школьника. В этом контексте важна и проблема создания реальных условий для творческого саморазвития, как отдельной личности, так и всего ученического коллектива в целом.

Способность учащихся к интеграции, структурированию и систематизации имеющихся знаний и умений для решения реальных жизненных задач можно считать одним из критериев достижения высокого уровня творческого саморазвития личности.

Под интеграцией понимается процесс объединения в целое каких-либо элементов, в результате которого возникают новые свойства. В кратком словаре современных терминов и понятий «интеграция» определяется следующим образом: «взаимосвязанность, системное соединение в единое целое и соответственно процесс установления таких связей, сближение, объединение».

Можно выделить основные направления внедрения интеграции знаний и умений учащихся в педагогической деятельности:

Интеграция знаний в рамках одной учебной дисциплины, то есть установление взаимосвязей между темами и разделами курса химии.

Взаимосвязь химических знаний с реальными проблемами окружающего мира. Эти проблемы могут иметь социальную, экологическую и прикладную направленность, характер ситуативной задачи.

Взаимопроникновение и взаимосвязь знаний из различных школьных дисциплин. В данном случае имеются в виду связи комплекса межпредметных знаний, которые переносятся отдельными системами или в совокупности на сложные задачи.

Структурирование и систематизация интегративных знаний, то есть мыслительная деятельность школьников по установлению удаленных связей между отдельными понятиями, объектами, их объединению в определенную систему [1].

В качестве примера интеграции содержания внеклассной работы с учебным материалом предлагается описание урока в 8 классе по теме: «Растворы. Типы растворов. Растворимость» (технология «Мастерская построения знаний» [2,3] ).

При проведении уроков по данной технологии для создания эмоционального настроя - наведения - применяются различные способы: художественные произведения, народные промыслы или, как в прилагаемом уроке пищевые продукты.

Тема: Растворы. Типы растворов. Растворимость.

Цель: Формирование представлений о структуре, типах растворов, процессе растворения.

Задачи урока:

Сформировать понятия «раствор», «растворение», «насыщенный раствор», «ненасыщенный раствор», «перенасыщенный раствор» через организацию самостоятельной деятельности учащихся.

Актуализировать субъективный опыт учащихся о процессе растворения.

Способствовать повышению уровня коммуникативной культуры учащихся через создание атмосферы сотрудничества на уроке.

Методы: эвристическая (частично-поисковая) беседа, работа в малых группах.

Оборудование: банка маринованных огурцов, помидор, сахар-песок, колба с 50 мл воды, стеклянная палочка, ложка.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Индукция («наведение»).

Перед учащимися ставится банка маринованных огурцов.

Учитель: Подумайте, что вы здесь видите?

Ребята по очереди высказывают свое мнение. Учитель по возможности фиксирует ответы на доске, но не комментирует их.

III. Деконструкция.

Учитель: Без каких компонентов не могло бы быть этой банки? Без чего огурцы не сохранились бы такое длительное время? (Вода, соль, уксус.)

Учитель показывает следующую банку маринованных овощей.

Учитель: Что есть в каждой банке? Какие продукты маринуются, солятся в вашей семье? Из каких компонентов состоит рассол-раствор?

IV. Реконструкция.

Каждый учащийся пробует на листочке записать определение понятия «раствор».

V. Социализация. Работа в малых группах.

Задание:

Обсудить составленные определения.

Предложить наиболее удачное или конструктивно новое, сложенное из частных идей.

VI. Афиширование.

Представители каждой группы зачитывают свое определение. Обсуждение.

VII. Разрыв. Сравнение предложенных определений с научным (записанным на обратной стороне доски), дополнение, исправление, запись в рабочую тетрадь с печатной основой (стр.111 упр.3).

Раствор - это однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

VIII. Работа в малых группах (практическая деятельность).

Класс делится на группы по 3-4 человека, которым выдается колба с 50 мл воды, стаканчик с сахаром-песком, стеклянная палочка, десертная ложка.

Задание:

Насыпать в колбу с водой 1 десертную ложку сахара. Что наблюдаете?

Насыпьте в эту же колбу еще 3 ложки сахара. Что наблюдаете?

Насыпьте еще 3 ложки сахара. Что наблюдаете?

Первая ложка растворится почти мгновенно, как будто в стакане появился голодный «динозаврик-сладкоежка» (показать рисунок динозаврика, выполненного в формате А 4). «Голодный динозаврик» - это ненасыщенный раствор, который готов принять все новые и новые порции сахара. Но с каждой новой ложкой растворение происходит все труднее. «Динозаврик» почти наелся, поэтому приходится подолгу размешивать сахар. Наступает момент, когда ложка едва движется в густом сахарном сиропе. Наш «динозаврик» насытился. Раствор стал насыщенным, он больше не может растворять вещество, которого и так уже «наелся досыта» (показать рисунок объевшегося динозаврика).

«Аппетит» растворителя по отношению к растворенному веществу имеет количественное выражение: это растворимость вещества, способность его растворяться в данном растворителе при данной температуре. В нашем примере в 50 мл воды может раствориться 102 г сахара. В этом случае раствор - «насыщенный». Если меньше - раствор «ненасыщенный». А какой раствор будет «перенасыщенным»?

В рабочей тетради с печатной основой на стр.112 в упр. 6 записать определения записать определения «насыщенный», «ненасыщенный», «перенасыщенный» растворы. Обсуждение.

IX. Разноуровневое домашнее задание.

§ 34 (читать), остальные варианты на выбор, подготовиться к тесту на основе домашнего задания.

Рабочая тетрадь стр.110-111, № 1,2,4,7 (письменно)

Сборник задач (Изучаем химию -8) стр. 161, № 1-6 (устно).

Учебник стр. 141-142, № 3,4,6 (устно).

X. Рефлексия. Подведение итогов.

Какой момент урока мне понравился больше всего? Почему?

Какой момент вызвал наибольшие затруднения? Почему?

Я бы хотел предложить, изменить….

На предложенные вопросы отвечает каждый учащийся. Сообщается о том, что оценок на данном уроке нет. Это изучение новой темы. Оценки будут выставляться при проверке домашнего задания и на основе мини-теста после изучения второго часа темы.

Глава 3. ТВОРЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ УЧАЩИХСЯ

Одна из главных задач процесса обучения - это формирование в сознании учащихся комплексного представления о научно-предметной и ценностной картинах мира и обучение их способам применения приобретенных знаний в практической жизни. Достичь этого можно, если учитель и ученик совместными усилиями пытаются разгадать загадки не отдельных наук физики, химии, биологии и т. д., а окружающего мира в целом. Помогает решить эту задачу написание учащимися химических сказок и сочинений.

Как металлы с фтором воевали

С незапамятных времен в периодической таблице Менделеева существовало особое племя викингов - так называемые Галогены. Как и у всякого племени, у них был вождь - Фтор. Он был самый электроотрицательный элемент, и имя его переводилось как «разрушающий». И как не пытались его свергнуть с поста Хлор и Бром, ничего у них не получалось. Однажды Металлы собрались против Галогенов войной идти. Казалось, что Металлов так много и участь Галогенов решена. Но… первый же металл, подбежавший к галогену, превратился в соль. И это было не удивительно, ведь «галогены» в переводе - «солеобразующие». На этом война Металлов и Галогенов закончилась, так и не успев начаться. Не зная броду, не суйся в воду.

Отважный Фтор

Жил на свете большой и сильный Кислород. Он был злой и не давал никому прохода: всех, кого он встречал, окислял. Никого не боялся Кислород. Однажды злодей прослышал, что есть такой элемент - Фтор, который сильнее его. Отправился Кислород на поиски противника, а на своем пути окислял все встречающиеся элементы и превращал их в своих слуг - в оксиды. Наконец, встретились два соперника. Кислород послал впереди себя Воду (свой оксид Водорода), надеясь на ее уникальные свойства. Но не растерялся Фтор и с разбегу ударился о Воду. И, о, чудо! Всемогущая Вода вдруг загорелась. Испугался Кислород, и присмирел с тех пор.

Жизнь, прожитая с пользой для других

Жил-был Натрий в высоком семиэтажном доме в одном подъезде со щелочными металлами, на третьем этаже в квартире № 11. Он хорошо ладил со своими соседями, поэтому никогда не скучал и никогда не оставался один. То гидроксогруппа в гости зайдет, они тогда образуют гидроксид натрия NaOH, то кислород заглянет (Na2O), то кислотные остатки (Na2SO4, NaCl, Na2CO3). Натрий был добродушный и поэтому всем помогал: то на завод сходит, то на фабрику. У него был брат Едкий Натр, который работал в текстильной, бумажной промышленности, использовался для производства мыла и волокна. Ион Натрия (Na+) - сын Натрия, помогал живому организму регулировать давление крови в сосудах. Прожив 60 лет, Натрий умер. Он прожил долгую жизнь, оставив после себя молодое поколение. Через два года Натрий был награжден Менделеевской премией посмертно, за большую биологическую роль.

«Мал золотник, да дорог»

В семиэтажном доме, в первом подъезде, жил Натрий. Со всеми своими соседями он прекрасно общался, только не ладил с Литием, так как тот легко взаимодействовал с окружающей средой, чем очень хвастался перед всеми. Оксид Натрия образуется путем прокаливания пероксида Натрия, а Литий образует оксиды очень легко. Это лишний раз подталкивало его на ссору с Натрием. Зато Натрий гордился тем, что очень полезен в хозяйстве. Например, глауберова соль применяется при производстве стекла и соды. Но самым главным достоинством Натрия является то, что он образует Хлорид Натрия, являющийся важнейшим сырьем в химической промышленности и широко использующийся в быту. Не только в химии важен Натрий, но и в биологии, так как очень необходим для организма. Так Натрий поставил на место зазнайку Лития.

Спасение химического государства

Жили-были два вещества на разных концах химического государства. Одного звали водород (Н2), другого - кислород (О2).

И вот однажды случилась беда в этом государстве. Наступила такая жара, что бедные вещества сидели целые дни напролет в своих маленьких, уютных домишках. Жизнь в государстве замерла на целый месяц. Когда жара, наконец, ушла, перед жителями предстала ужасная картина. Деревья опустили свои веточки, цветочки поникли, травка пожелтела, в озерах, реках, морях, колодцах - нигде не было воды.

Тогда король объявил: «кто вернет в государство жизнь, того он сделает своим помощником». Вещества стали думать, как же исправить случившееся. Все стали ходить к друг другу в гости, пытаясь получить воду. Водород и Кислород. Как и все искренне верили в лучшее и постоянно думали, как помочь своей стране. И, однажды случайно в толпе прохожих Кислород столкнулся с Водородом, и о, чудо, на их маленькие ножки закапала вода. Эврика! Они нашли выход! 2Н2 + О2 > 2Н2О! И все вокруг ожило: цветочки стали цвести, ожили деревья, все водоемы наполнились водой.

Глава 4. ВНЕДРЕНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПРИНЦИПА В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ

Внедрение исследовательского подхода в обучении химии способствует усилению мотивации учебной деятельности. Интеграция естественнонаучных знаний, полученных в результате проведения исследовательской работы учащимися, позволяет изменить качество учебного процесса и повысить успешность обучения школьников.

Только в вузе студенты начинают заниматься научной работой и для большинства учащихся процесс получения научных данных остается незнакомым и непонятным. Умению проводить научные исследования надо обучать уже в школе. Организация научно-исследовательской деятельности учащихся создает положительные результаты: у них формируется научное мышление, а не простое накопление знаний. Исследовательская деятельность дает ученику возможность развить свой интеллект в самостоятельной творческой деятельности, с учетом индивидуальных особенностей и склонностей.

В преподавании естественных наук, и в частности в химии, основная задача состоит в том, чтобы, прежде всего заинтересовать учащихся процессом познания: научить их ставить вопросы и пытаться найти на них ответы, объяснять результаты, делать выводы. Поэтому так важно именно выявить всех, кто интересуется различными областями науки и техники, помочь им претворить в жизнь их планы и мечты, вывести школьников на дорогу поиска в науке, в жизни, помочь наиболее полно раскрыть свои способности. В учебном процессе большое внимание надо уделять вопросам творческой, исследовательской и коллективной деятельности учащихся, ориентированной на их развитие и саморазвитие. При этом важно в процессе проектирования не просто выделить обучающие технологии, но и особенно те, которые влияют на мотивацию и установки профессионального выбора учащихся, на их социальную адаптацию. При внедрении в учебный процесс таких технологий, как групповые исследовательские проекты, в значительной мере учитываются технологические факторы, меняется роль учителя: из оракула, вещающего истины, он превращается в руководителя поиска истин. Самообразование учащихся, актуализация необходимых знаний, построение плана деятельности с учетом индивидуальных интересов и мотивов, а затем и сама деятельность, где формируются такие качества, как умение разделить ответственность, взять на себя ответственность, работать в коллективе и др., анализ деятельности и результатов, оценка результатов, рефлексия - вот далеко не полный перечень позитивных педагогических моментов при вовлечении в инновационные педагогические технологии коллективной исследовательской и проектной деятельности. Таким образом, исследовательская работа - прекрасное поле деятельности для учащихся, при выполнении которой решаются задачи: решение практических, общественно-значимых задач; самореализация личности; гуманность по отношению к окружающему миру; приобретение навыков правильного образа жизни.

Исследовательский проект как элемент научного творчества учащиеся сегодня часто рассматривают и как органичную составляющую часть современных педагогических технологий. Введение в педагогические технологии элементов исследовательской деятельности учащихся позволяет педагогу не столько учить, сколько помогать ребенку учиться, направлять его познавательную деятельность. Одним из наиболее распространенных видов исследовательского труда школьников в процессе учения сегодня является метод проектов. Современный проект учащихся - это дидактическое средство активизации познавательной деятельности и развития креативности и одновременно формирования определенных личностных качеств. Метод проектов - педагогическая технология, цель которой ориентируем не на интеграцию фактических знаний, а на применение актуализированных знаний, и приобретение новых для активного включения в проектную деятельность, освоение новых способов человеческой деятельности в социокультурной среде.

Метод проектирования коренным образом меняет функцию учащегося в образовательном процессе. Этот метод делает ученика не объектом, на который направлена обучающая активность учителя, а субъектом процесса обучения, поскольку для решения поставленной задачи действия по образцу недостаточно, необходимо проявить инициативу в поиске, освоении и применении новых знаний. Этот подход необычен, что поначалу ставит учащихся, воспитанных в рамках традиционных образовательных систем, в тупик. Когда первое ощущение беспомощности в связи с отсутствием возможности скопировать образец проходит, учащиеся постепенно обнаруживают, что их окружает множество информационных систем, которые при умелом использовании становятся инструментами решения поставленной перед ними задачи. Это и литературные источники, и помощь взрослых, и совместная деятельность с товарищами, и консультации учителя, и самое главное, практически неисчерпаемые собственные возможности рассуждать и фантазировать. Порой приходится преодолевать первоначальную инертность ребят, привыкших к более пассивным формам обучения, но каждое маленькое открытие, сделанное ими в процессе работы над проектом вовлекает их в интересный процесс самостоятельного творчества и стимулирует на новые поиски и открытия. По мере того, как проект обретает черты законченности, учащиеся все яснее ощущают его как продукт собственного труда. Это способствует решению важнейшей педагогической задачи - каждый учащийся приобретает уверенность в собственных возможностях. Эмоциональная составляющая в процессе создания и представления проекта столь велика, что на этом фоне творческие усилия каждой группы переживаются как личностно значимые, а приобретенные при этом знания и умения становятся интегральной частью жизненного опыта каждого ученика. Логика включения исследовательских ученических проектов в арсенале технологий позволяет говорить еще об одном позитивном результате этой деятельности. Это обучение собственно технологии проектирования. Проектирование как вид интеллектуальной деятельности является одной из наиболее глобальных технологий современной культуры.

В своей практике исследовательский метод использую на внеклассных занятиях. Но назрела необходимость целенаправленного формирования творческой активности и исследовательских навыков непосредственно на уроках. Использование исследовательского метода обучения:

позволяет осуществить максимальную самостоятельность и творческую активность ученика;

должен способствовать формированию и развитию творческого химического мышления, привитию исследовательского подхода к выполнению практических работ;

овладению доступными для учащихся научными методами исследования химических процессов и явлений.

Основные направления интенсификации самостоятельной работы учащихся кроются в коренном изменении организации лабораторно-практических занятий в сторону усиления исследовательской деятельности учащихся.

Научный подход к процессу исследования в педагогической практике требует реализации ряда принципов, в частности:

принцип естественности - проблема должна быть не надуманной, а реальной, интерес должен быть не искусственным, а настоящим;

принцип осознанности как проблемы, целей и задач, так и хода исследования и его результатов;

принцип самодеятельности - когда ученик овладевает ходом исследования только через проживание его, т.е. через собственный опыт;

принцип наглядности - ученик изучает мир не только по книгам, а какой он есть на самом деле;

принцип культуросообразности. Важно учитывать ту традицию миропонимания, которая существует в данной культуре, ту традицию взаимодействия, которая существует в данной социальной общности.

В настоящее время резко увеличилось число критических замечаний в адрес химии, обвинений ее в причастности к загрязнению окружающей среды и созданию неблагоприятной экологической обстановки. Явно прослеживается антипропаганда химических знаний, которая вызывает у учащихся хемофобию, боязнь и нежелание изучать химию. Это подтверждают результаты анкетирования учащихся различных возрастных группах. Дополнительной информации межпредметного характера о значимости химии в различных областях народного хозяйства, в быту, а также в решении проблем сохранения и укрепления здоровья позволяют заинтересовать школьников практической химией. Но такой мотивации недостаточно. Необходимо идти дальше и видеть цели обучения в том, чтобы не только заинтересовать учащихся проблемами химии, но и повысить их познавательную активность, развить аналитические способности, расширить знания о глобальных проблемах, сформировать умения разрабатывать способы их решения. Только глубокие знания химии позволят избежать экологической катастрофы. В связи с этим возникает необходимость поиска и научного обоснования эффективных и общедоступных методик преподавания химии, осуществление новых нетрадиционных подходов к проведению уроков химии в школе. В современной концепции школьного химического образования подчеркивается, что в курсе химии должны быть затронуты проблемы химической эволюции вещества, связи химии с искусством, литературой, историей науки, психологией. Значительное место в курсе отводится вопросам применения веществ и материалов в быту, профилактике здоровья, экологическим проблемам. Важным направлением в преподавании химии является также реализация валеологического аспекта. Это продиктовано тем, что, не освоив культуру здоровья, которую, прежде всего, определяет умение жить, не вредя своему организму, а принося ему пользу.

Один из способов реализации концепции творческого саморазвития личности - организация коллективной поисково-исследовательской деятельности школьников при обучении химии. Основное условие эффективности такой работы с учащимися - интеграция содержания учебной и внеклассной деятельности учащихся по химии в системе поисково-исследовательских работ. Опыт творческой деятельности школьников можно считать сформированным, если сформированы его основные компоненты:

интеллектуально-логический - учащиеся умеют делать несложные логические построения на основе химических знаний;

содержательно-интегративный - учащиеся могут пользоваться в нестандартных ситуациях исследовательской деятельности знания из различных разделов школьных дисциплин, при необходимости находить недостающую информацию в учебной и справочной литературе;

рефлексивный - учащиеся способны к рефлексии, т.е. умеют осмысливать свои действия в проблемной ситуации, у них сформированы умения самоорганизации, самооценки.

Исследовательский способ позволит в максимальной степени приблизить процесс ученического познания к научному познанию, так как в его основе лежит ориентация на научное исследование как образец построения учебного процесса. Следовательно, при организации на уроке учебного исследования ученик ставится в позицию ученого, что способствует усвоению им не только самих знаний, но и методологии их получения. В условиях исследовательского принципа качественно меняется стиль проблемно-поисковой деятельности учащихся, она складывается из отдельных этапов:

Ознакомление старшеклассников с предметной областью, содержанием предстоящего исследования;

Столкновение с проблемой. Формулирование целей и задач исследования;

Сбор достоверных данных об изучаемом объекте, явлении или процессе;

Экспериментальное (теоретическое) исследование: выделение изучаемых фактов, выдвижение гипотезы, моделирование эксперимента;

Построение объяснения;

Формирование выводов и оформление проделанной работы.

Таким образом, очевидно, исследовательский способ позволит сформировать у учащихся представление о характере и логике научного поиска, его трудностях и закономерностях. Он также дает возможность сформировать опыт соответствующей деятельности, что будет способствовать развитию интуиции. Воображения, умения нестандартно мыслить на основе системы научных знаний о природе и человеке как ее части.

Исследовательская деятельность основывается на принципах проектирования, где исследовательский проект является движущей формой построения межличностного взаимодействия исследователя и научного руководителя, в ходе которого происходит трансляция культурных ценностей научного общества. Образование, таким образом, становится продуктивным, так как имеется в результате реальный выход в законченной и оформленной исследовательской работе. Продукт в этом случае имеет скорее не материальную, а интеллектуальную и личностную ценность, становясь значимым для самого созидателя данного продукта (ученика). Кроме того, исследовательский проект является не только формой, средством и принципом организации культурного взаимодействия, но и мотивом этой деятельности.

Что дает ученику? От исследовательской деятельности учащиеся получают творческий импульс или желание расширять и умение радоваться постоянно расширению собственных познавательных горизонтов. Это качество развивается подчас непросто, но, возникнув, способно увлекать желанием не сидеть, сложа руки, все время действовать. Общаясь с руководителем, ребята обучаются языку, жаргону, стилю поведения, принятому в научном обществе. Он знает “взрослую жизнь” не только по школе, он иногда вхож в научные круги, он становится “кумиром” ребят, которые рады видеть в нем свой идеал. И, наверное, главное, что волнует в юношеском возрасте - потребность в общении, познании себя и своих возможностей. Указанные факторы значимые для учащихся, позволяют педагогу использовать их как действенное средство повышения учебной активности ребят, и усиления успешности.

Результат проделанной работы:

усилилась мотивация учебной деятельности;

изменяется качество учебного процесса в связи с исследованием технологий научно-исследовательской деятельности (содружества);

повысилась успешность обучения (качественная на 7%);

повысился интерес учащихся к предмету химия;

улучшились навыки обработки результатов лабораторных исследований;

в процессе интеграции учебной и внеучебной деятельности учащихся расширился их кругозор;

учащиеся продвинулись по пути познания себя, лучше поняли природу человека и его возможности;

дети стали более самостоятельными в деятельности по приобретению знаний;

до 20% учеников предпочитают сдавать химию в качестве экзамена по выбору;

наблюдается интеллектуальный рост.

Как известно, учащиеся недостаточно хорошо умеют переносить знания, полученные в области одной дисциплины, в какие-либо другие. Как правило, это связано с тем, что в рамках школьной программы учителя мало используют интегрированный подход при обучении. Система интегрированных уроков по различным предметам, а также интеграция в исследовательской работе учащихся, о которой пойдет речь, призваны помогать в решении подобных проблем.

Химия как наука тесно связана с биологией, физикой, географией, математикой, поэтому большинство интегрированных уроков, разрабатываемых учителями химии, так или иначе завязаны с этими дисциплинами.

Смежные предметы могут стать опорой учащимся и при проведении исследовательских работ. Современная наука не стоит на месте, и для описания какого-либо явления или объекта используют все накопленные человечеством знания. Это и есть так называемый комплексный подход в исследовании, когда изучаемый предмет рассматривают с точки зрения химии, биологии, физики и т. п.

Проводя исследовательскую работу с учащимися, важно научить их использовать не только знания по химии, но и опыт, накопленный в области других естественно-научных дисциплин. Так, проводя изучение вредного воздействия сигарет, мы вышли на интеграцию сразу трех дисциплин:

химии (сравнительный количествен ный анализ табачных вытяжек сигарет, определение информатики (проведение анкетирования и обработка его результатов);

биологии (определение изменений биологических функций организма человека: частоты дыхания, пульса, кровяного давления, внимания и др.).

Предлагаю краткое содержание исследовательской работы «Изучение вредного воздействия сигарет», выполненной учащимися 11-го класса.

Глава 5. ИНТЕГРИРОВАННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ «ИЗУЧЕНИЕ ВРЕДНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СИГАРЕТ»

Курение табака -- одна из самых вредных привычек, опасная для здоровья не только самих курящих, но и окружающих их некурящих людей. В настоящее время курение превратилось в массовую эпидемию, распространившуюся не только среди мужчин, но и среди женщин и подростков, что наносит существенный ущерб здоровью населения. В России курят 30-40 % населения. По данным Минздрава, каждый десятый школьник страдает табачной зависимостью. Многочисленные исследования показали, что курение способствует возникновению различных заболеваний, приводит к преждевременной смерти, сокращает продолжительность жизни на 8-15 лет.

Проблема борьбы с курением остается актуальной и требует скорейшего ее решения. В связи с этим было интересно на практике подтвердить вредное воздействие сигарет на организм человека, чтобы в дальнейшем ознакомить с результатами своей работы учащихся нашей школы. Для проведения данного исследования (его химической и биологической частей) были подобраны подходящие для школьных лабораторных условий методики.

Цель работы: изучение воздействия табачной продукции на организм человека.

В ходе исследования решаются следующие задачи:

выявление популярности различных марок сигарет среди учащихся на основе школьного социологического опроса;

качественное и количественное сравнение различных сортов сигарет и установление связи перманганатной окисляемое и йодного числа с содержанием в них смолы и никотина;

изучение влияния числа выкуренных сигарет на содержание оксида углерода(ГУ) в воздухе (в закрытом помещении);

сравнение эффективности различных видов сигаретных фильтров;

определение массы аскорбиновой кислоты, разрушаемой различными марками сигарет;

исследование влияния табачного дыма на некоторые функции организма человека.

Первая часть работы была посвящена выявлению отношения учащихся средней школы № 43 к курению и популярности различных марок сигарет на основе социологического опроса, который проводился в 5-11-м классах. Из числа опрошенных табачную продукцию употребляют 14,42 % учащихся. С увеличением возраста учащихся процент курящих растет: в 7-м классе -- 10 %, в 8-м 18 %, в 9-м - 22 %, в 10-м - 20 %, в 11-м -30 %. Среди причин, побудивших учащихся к курению, можно выделить: влияние друзей -- 31,1 %, любопытство -- 25,7 %, стресс -- 24,3 %. Из числа опрошенных 41,5 % -- потенциальные курильщики. От общего числа курящих семиклассники составляют 12,196, восьмиклассники -- 33,8 %, девятиклассники -- 20,3 %, десятиклассники -- 16,2 %, одиннадцатиклассники -- 12,6 %. Выявлены наиболее популярные марки сигарет -- это «L&M» и «Bond», которые употребляют 25,4 и 12,7 % опрошенных соответственно.

Вторая часть работы заключалась в сравнении табачной продукции различных торговых марок и выявлении связи перманганатной окисляемости и йодного числа (количество перманганата калия и иода соответственно, израсходованное на титрование определенного объема табачной вытяжки) с содержанием в сигаретах никотина и смол. Для проведения эксперимента была собрана установка, состоящая из штатива с лапкой, пепельницы, пробки с держателем, хлоркальциевой трубки, ватного тампона и соединительной трубки (на водоструйный насос).

Для проведения эксперимента была разработана методика по получению табачной вытяжки. В хлоркальциевую трубку помещали ватный тампон известной массы. Закрепленную в держателе сигарету определенной марки поджигали и при постоянной работе водоструйного насоса выкуривали. Вещества, содержащиеся в табачном дыме, оседали на ватном тампоне. Эксперимент проводили с различными видами табачной продукции. После приготовления вытяжки для всех анализируемых сигарет проводили их количественную оценку по двум критериям: иодному числу и перманганатной окисляемости. Титрование табачной вытяжки проводили на установке, состоящей из штатива с лапкой, химического стакана и бюретки для титрования. Для проведения перманганатометрии личных марок табачной продукции по содержанию в них вредных веществ.

Брали определенный объем табачной вытяжки и титровали раствором перманганата калия известной концентрации до появления красно-розовой окраски. Этот метод безындикаторный, так как окраску дает сам пер-манганат калия. Иодометрию проводили титрованием определенного объема табачной вытяжки раствором иода определенной концентрации в присутствии крахмала до появления устойчивой синей окраски, обусловленной образованием комплекса избыточного иода с крахмалом. Результаты определения представлены в табл. 1.

Исходя из предположения, что зависимость между йодным числом и перманганатной окисляемостью и содержанием вредных веществ в табачном дыме прямо пропорциональна, составили сравнительный ряд.



Для этого к равным объемам табачных вытяжек всех видов табачной продукции добавляли определенное количество иода и равное число капель раствора крахмала. По интенсивности окраски полученных растворов определяли положение различных марок сигарет в данном ряду. В ходе эксперимента был проведен сравнительный анализ различных марок табачной продукции и составлен ряд по содержанию в них вредных веществ. Зависимость между содержанием в сигаретах смолы и никотина и йодным числом и перманганатной окисляемостью не выявлена, хотя была обнаружена тенденция к росту.

Третья часть работы состояла в изучении влияния табачного дыма на содержание углекислого газа в воздухе в закрытом помещении. Эксперимент проводили по следующей методике. Сначала определяли содержание С02 в воздухе до выкуривания сигареты. Для этого с помощью компрессора с определенной производительностью прокачивали воздух через раствор Са(ОН)2 в присутствии индикатора фенолфталеина. Этот индикатор в щелочном растворе дает малиновую окраску. При взаимодействии С02, содержащегося в прокачиваемом воздухе, с Са(ОН)2 образуется Са(НС03)2 - гидрокарбонат кальция, вследствие чего происходит частичная нейтрализация раствора и окраска изменяется. Содержание С02 в воздухе рассчитывали по времени обесцвечивания раствора. Так же определялось содержание С02 после выкуривания сигареты. По полученным значениям построили график зависимости содержания С02 в воздухе от числа выкуренных сигарет. Эта зависимость прямолинейна (см. рисунок); вывели уравнение данной зависимости.



Четвертая часть работы заключалась в сравнении эффективности различных видов фильтров. Для этого использовали 6 фильтров промышленного изготовления и 5 самодельных. Эталоном служила одна папироса «Беломорканал». Выбранные фильтры прикрепляли к папиросам данной марки. После выкуривания папирос готовили табачные вытяжки из фильтров эталона и сигарет с самодельными и промышленными фильтрами. Затем определяли йодное число и перманганатную окисляемость данных растворов. По полученным значениям рассчитывали процент устранения вредных веществ, содержащихся в табачном дыме, по каждому из указанных показателей, а также средний процент устранения. Результаты эксперимента представлены в табл. 2. Построили сравнительные ряды эффективности промышленных и самодельных фильтров, а также всех исследуемых фильтров вместе.

В ходе эксперимента были определены и сопоставлены эффективности различных видов фильтров. Выявлено, что фильтры от сигарет «R1» (ацетатный, целлюлозный) и самодельный угольно-целлюлозный фильтр, устраняющие в среднем 77 и 68 % вредных веществ соответственно, наиболее эффективные, а фильтр от сигареты «21 век (ацетатный, угольный, ацетатно-угольный) и самодельный угольно-целлюлозный фильтр в гранулах, устраняющие в среднем 43 и 32 % вредных веществ соответственно, -- самые неэффективные.

Эффективность промышленных фильтров: 2<4<1<5<6<3.

Эффективность самодельных фильтров: 10 < 7 < 9 < И <8.

Эффективность различных видов фильтров: 12<10<7<2<9<4<1<1К5<6<8<3.

Пятая часть работы состояла в определении массы акорбиновой кислоты, разрушаемой одной сигаретой. Для этого согласно методике определения йодного числа и перманганатной окисляемости, описанной во второй части работы, готовили табачные вытяжки следующих видов сигарет: «Прима», «Ш», «Балканская звезда», «21 век», «L&M», «R1». Далее эксперимент проводили по разработанной методике, суть которой заключалась в определении объема табачного раствора, пошедшего на разрушение определенной массы аскорбиновой кислоты. Затем проделали перерасчет на одну сигарету. Результаты эксперимента приведены в табл. 3.'

В ходе проведения данной части работы было подтверждено влияние табачного дыма на аскорбиновую кислоту. Выявлено, что больше всего аскорбиновой кислоты разрушает одна сигарета «Прима» -- 6,84 * 10~3 г, а меньше всего -- одна сигарета «R1» - 1,25 * 10*3 г.

В ходе проведения данной части работы кислоты разрушает одна сигарета «Прима» -- 6,84 * 10"3 г, а меньше всего -- сигарета «R1» -- 1,25 * 10"3 г.

Шестая часть работы была посвящена изучению влияния табачного дыма на некоторые функции организма человека. Учитель сообщает результаты научного исследования, которое проводилось следующим образом. Была отобрана экспериментальная группа в составе пяти человек, регулярно употребляющих табачную продукцию. У участников экспериментальной группы измеряли давление, пульс, частоту дыхания, им было предложено решить задания на внимание и логическое мышление.

Измерения проводили до и после выкуривания каждой из трех сигарет. Расчет средних значений проводили только после проверки пригодности данных по Q-критерию. По полученным данным построили графики зависимости некоторых функций организма человека от числа выкуренных сигарет. После первых выкуренных сигарет обнаруживались резкое ухудшение мозговой деятельности, повышение кровяного давления, учащение пульса и замедление дыхания. Далее рассмотренные функции организма человека (кроме частоты дыхания) нормализуются, что объясняется постепенным привыканием испытуемого к вдыхаемому табачному дыму.