Принцип наглядности в обучении химии

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Дидактический принцип наглядности в обучении выражает требование организации такого преподавания учебной дисциплины, при котором у обучаемых формируются представления, понятия и суждения на основе восприятия ими изучаемых предметов и явлений объективного мира или их изображений [1].

Принцип наглядности впервые был обоснован Я.А. Коменским в книге «Великая дидактика». Он отмечал, что если мы желаем привить учащимся истинное и прочное знание вещей, вообще нужно обучать всему через личное наблюдение и чувственное доказательство [2]. Обоснование этого положения Я.А. Коменский видел в том, что достоверность формируемого знания опирается на ощущения, полученные человеком об изучаемом объекте [3].

С развитием дидактики первоначальное понимание принципа наглядности претерпело развитие. Было обращено внимание на то важное обстоятельство, что восприятие изучаемых объектов школьниками даже младших классов всегда связано с активным мышлением, решением той или иной по сложности познавательной задачи [4]. В связи с этим сам принцип наглядности «…означает, что в обучении необходимо, следуя логике процесса усвоения знаний, на каждом отрезке познавательной работы найти его исходное начало в фактах и наблюдениях единичного или в аксиомах, научных понятиях и теориях и определить закономерный переход от восприятия единичного, конкретного к общему, абстрактному и, наоборот, от общего, абстрактного ? к единичному, конкретному» [4, с. 255].

Это громоздкое определение принципа наглядности отличается от понимания наглядности Я.А. Коменским лишь утверждением, что не всегда обучение может исходить из конкретных наглядных образов, нередки случаи, когда отправной точкой обучения является какая-либо отвлеченная или абстрактная конструкция в виде аксиомы теоремы или теории. Что же касается активного мышления в процессе наблюдения, то этого Я.А. Коменский не отрицал. Он ведь призывал формировать знание через наглядные образы. А сделать это без активного мышления обучаемых ? невозможно.

И прежде, и теперь при новом понимании принципа наглядности в обучении возникает проблема соотношения конкретного и абстрактного, наглядного и отвлеченного в преподавании. Особенно это касается преподавания естественнонаучных дисциплин и химии в частности.

В преподавании химии проблема соотношения наглядного и отвлеченного начинает проявляться уже с первого урока, когда учитель объясняет, что изучает химия. Здесь учащиеся узнают, что химия изучает вещества и их свойства. Тут же возникает вопрос о том, что такое вещество. На первом уроке строго сформулировать это понятие невозможно, так как учащиеся просто не поймут определения из-за недостаточности физических и химических знаний, а также из-за их возраста и связанного с ним мышления. Поэтому учитель приводит примеры тел, построенных из разных веществ, и называет эти вещества (логическое определение через пример). Стол деревянный, водопроводный кран стальной, пробирка стеклянная и т.п. Таким образом, вещество определяется как материал, из которого состоят тела. Определение это неполное, неточное. Но оно необходимо, так как, не определив объекта, нельзя его объяснять, то есть выявить структуру, состав, строение, свойства, функции. Дальнейшее изучение химии есть развитие понятия «вещество», наполнение его новыми признаками содержания.

Уже на этом этапе обучения реализация принципа наглядности на уроках химии несколько отличается от понимания ее Я.А. Коменским. Ведь учащиеся видят предметы, а изучают то, из чего они состоят. Выход из этого положения в методике давно найден. Он состоит в противопоставлении свойств тела и вещества. Так, тело имеет форму, массу, границу раздела и т.п. Вещество же имеет температуры плавления и кипения, блеск, твердость и др. Понятие массы неприложимо к веществу. Массой может обладать лишь порция вещества, то есть тело.

Впоследствии из анализа веществ, их состава, строения и химических свойств вычленяется понятие «химическая реакция».

Внешние наглядные проявления химических явлений довольно однообразны. Появление нового вещества может сопровождаться горением, выпадением осадка в растворе, выделением газа и некоторыми другими явлениями. Внутренняя же сущность явлений много богаче. Однако химические процессы протекают между атомами, молекулами, ионами, то есть между невидимыми объектами вещества. Изучение этих объектов и протекающих между ними процессов облегчает использование моделей. Модели могут выступать в качестве объекта, на основе которого создается модельный образ изучаемого.

Выделяют предметные и знаковые (информационные) модели.

Предметными называют модели, воспроизводящие определенные геометрические, физические, динамические либо иные характеристики объекта (оригинала). Знаковыми моделями служат схемы, чертежи, химические и математические формулы и т.п.

Предметные модели, используемые на уроках, могут быть различного уровня. Так, модели заводских установок, служащие для передачи их внешнего образа и внутреннего устройства и прямо отвечающие условию, налагаемому на процесс обучения принципом наглядности, можно отнести к моделям первого уровня. Для демонстрации таких моделей серьезного обоснования не требуется, так как учащимися изучается макрообъект, модель которого и представлена. Такую наглядность можно назвать наглядностью первого рода. Демонстрации натуральных объектов ? пример наглядности первого рода. К натуральным объектам относят, например различного рода коллекции («Нефть и продукты ее переработки», «Металлы и сплавы» и др.), вещества, протекающие химически реакции и т.п.

В процессе углубления изучение химии переводится на разные теоретические уровни. Вторым после макро уровня является атомно-молекулярный уровень изучения химических объектов. Понятно, что натуральных объектов на этом и последующих теоретических уровнях учащимся продемонстрировать невозможно, а поэтому им демонстрируются лишь модели. На атомно-молекулярном уровне атом является неделимой частицей, который отображают в виде шарика. Поскольку атомы могут принадлежать к разным элементам, то соответствующие модели окрашивают в разный цвет. Из этих моделей составляют молекулы различных веществ. С помощью таких моделей демонстрируют состав молекул различных веществ, преобразование молекул в процессе химических реакций и т.п. Поскольку модели отражают изучаемый объект (состав веществ, сущность химического превращения), то данную наглядность также можно отнести к наглядности первого рода. Используемые же модели будут относиться ко второму изучаемому (атомно-молекулярному) уровню организации вещества.

Рассматривая аналогично предметные модели (более глубокого уровня организации вещества - третьего, четвертого), можно заключить, что поскольку в большинстве случаев они используются для демонстрации изучаемого объекта, то при любом отражаемом ими уровне организации вещества реализуемая наглядность будет первого рода. Таким образом, наглядность первого рода характеризуется тем, что демонстрируемый натуральный объект или модель либо сами являются объектом изучения, либо отражают их изучаемые свойства, что позволяет продемонстрировать их реально.

Как уже отмечалось, при реализации наглядности первого рода каких либо серьезных обоснований, объяснений не требуется. Важно только, чтобы в случае использования моделей учащиеся осознавали, с позиции какого теоретического уровня они рассматривают химические объекты.

Наряду с предметными на уроках химии широко используются и знаковые модели. Так, химический знак, химическая формула вещества математическая формула, график и т.п. являются знаковыми моделями, также отражающими свойства замещаемых объектов. Так, химический символ указывает на атом определенного химического элемента, а значит, его строение, относительную атомную массу и пр. Химическая формула показывает, простое это вещество или сложное, какие атомы входят в состав молекул (качественный состав вещества), сколько атомов входит в состав молекул (количественный состав вещества). На основе знания о составе можно подсчитать относительную молекулярную массу вещества, определить отношения масс атомов химических элементов в веществе. Таким образом, формула отражает ряд свойств вещества, а поэтому является его моделью.

Знаковыми моделями являются и уравнения химических реакций. Они показывают вещества, участвующие в химическом процессе, стехиометрические соотношения между ними. Уравнения отражают закон сохранения массы веществ при химическом взаимодействии, а поэтому могут использоваться для различных расчетов.

С помощью знаковых моделей реализуется условная наглядность, или наглядность второго рода. Знак, химическая или математическая формула, уравнения в буквальном смысле объектов или их свойств не отражают. Поэтому использование знаков, символов, формул, уравнений и действия с ними связаны с пониманием того, что эти знаки и конструкции из них отражают. Тем самым, в отличие от предметных, знаковые модели невозможно использовать без детальных разъяснений того, что они означают. А поскольку одноразового объяснения столь отвлеченного от жизненного опыта учащихся понятия, как знаковая модель, недостаточно, то понимание и применение ее сильно затрудняет учащихся. Отсюда часто проистекают непреодолимые трудности в усвоении ими тех учебных дисциплин, где широко используются знаковые модели. К таким предметам относятся естественнонаучные дисциплины и математика. Одним из примеров такого положения служат трудности в обучении школьников решению химических задач на расчеты по химическим уравнениям. Для того чтобы научиться решать такие задачи, они должны осознать модельность этих уравнений. Однако для учащихся уравнение химической реакции зачастую является иллюстрацией процесса, обозначенного в условии задачи, а не моделью, с помощью которой ее можно решить. Количественные отношения, зафиксированные в уравнении, они на первых порах обучения не видят, а поэтому уравнение не помогает им в решении задачи. Учитель же, объясняя решение, сразу использует уравнение как некую модель, раскрывающую количественные отношения между веществами. А ученики именно этого и не понимают. В результате ход решения задачи в целом остается непонятым, им ничего не остается, как запоминать этот ход решения. А поскольку такое положение в настоящее время является массовым, то учителя заставляют школьников заучивать так называемые алгоритмы, в которых воспроизводится последовательность действий, приводящих к правильному ответу.

По характеру стороны объекта, которая подвергается моделированию, различают знаковые модели структурные и функциональные. Так, схема строения электронной оболочки атомов, записанная в виде электронной формулы или с помощью так называемых ячеек, представляет собой примеры структурных моделей. Мысленное оперирование такими моделями, основанное на понимании их условностей, приводит к выяснению возможных степеней окисления атомов и, как следствие, определению числа химических связей в конкретных химических соединениях. Подобную работу можно назвать мысленным моделированием, так как учащиеся, анализируя знаковую модель, производя с ней отдельные действия, могут получить для себя новое знание. В этом смысле оперирование школьниками знаковыми моделями можно отнести к мысленному моделированию.

Примером функциональных знаковых моделей на уроках химии могут служить математические формулы, отражающие отношения физических величин. Эти отношения, рассмотренные для конкретных условий протекания химического процесса, позволяют выявить функцию того или иного параметра химической реакции, влияющего на ее скорость, направление протекания, энергетический выход и т.п.

В процессе моделирования учащиеся осуществляют сравнение, абстрагирование, делают выводы на основе аналогии, ведь без этих умственных операций не существует мышления. Тем самым моделирование на уроке химии способствует совершенствованию мыслительных действий учащихся, т.е. их развитию.

Таким образом, наглядность второго рода в силу своей особенности, связанной с формированием условного образа на основе знаковых моделей, позволяет формировать модельные представления о сущности реальных объектов, вскрывая их состав, строение, структуру и функции.

Наглядности первого и второго рода позволяют получать новую информацию об объектах изучения. Это возможно из-за использования моделей. В связи с этим модели широко используются в объяснении изучаемых объектов на уроках химии.

Известно, что любое, в том числе и учебное познание, есть не что иное, как формирование и совершенствование в сознании обучаемых образов реальной действительности. А образы эти - суть модели: они построены из других, чем объект, элементов, но так, что достаточно точно соответствуют ему и служат для получения выводов о таких объектах. Поэтому, если рассматривать вопрос более широко, то любое познание (научное или учебное), а следовательно, и любое объяснение являются моделями и осуществляются через модели. Это необходимо помнить объясняющему, чтобы представлять себе, насколько формируемая в сознании учащихся конкретная модель отвечает задаче понимания объяснения.

Стройность, целостность формируемой модели, ясность принципов ее построения, соответствие моделируемому объекту и, конечно, соответствие формируемой модели возможностям ее понимания учащимися - важнейшие условия полноценного объяснения. В этом состоит сущность наглядности. Совершенствование наглядности происходит на пути постепенного перехода от наглядности первого рода, когда в качестве средства используется изучаемый объект или предметная модель, к наглядности второго рода, характеризующейся использованием различных знаковых моделей. Это оказывается возможным потому, что результат, полученный в ходе изучения таких моделей, можно перенести на оригинал, так как модель в известном смысле отображает, моделирует отдельные стороны этого оригинала.

В заключение следует отметить, что моделирование широко используется как в научном, так и в учебном познании. Все наши знания о мире представляют собой модели различной общности, выраженные в формулах, химических и математических уравнениях, графиках, схемах, вещественных моделях. Тем самым наглядность в обучении позволяет генерализовать научное знание, сделать его доступным для обучаемых. Благодаря принципу наглядности научное знание всегда будет доступным обучаемым, а значит наука никогда не остановится в своем развитии.

Литература

образовательный наглядность знаковый

1. Данилов М.А., Есипов Б.П. Дидактика./Под общей редакцией Б.П. Есипова. ? М.: Изд-во АПН РСФСР, 1957.

2. Коменский Я.А. Великая дидактика, гл ХХ, 8.

3. Коменский Я.А. Пансофическая школа. Избр. произв., т 11. ? М.: Учпедгиз, 1938.

4. Основы дидактики. Под ред. д-ра пед. наук проф. Б.П. Есипова. - М., «Просвещение», 1967.

5. Статья «Модель». Философский энциклопедический словарь. - М.: Сов. энциклопедия, с. 382.

Размещено на Allbest.ru