Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Теория развивающего обучения и основные направления ее применения при совершенствовании процесса преподавания химии в средней школе 23
1.1. Психолого-педагогическая характеристика системы развивающего обучения 23
1.2. Анализ возможностей применения основных положений развивающего обучения в преподавании химии 49
1.3. Проблемно - развивающее обучение на современном уроке химии 76
Выводы 94
Глава II. Совершенствование школьного химического эксперимента при развивающем обучении химии 95
2.1. Роль и место эксперимента в практике преподавания химии, направления его совершенствования при проблемном обучении 95
2.2. Анализ особенностей и практического значения различных форм выполнения химического эксперимента в школе
Выводы 133
Глава III. Разработка методической системы проблемно- развивающего обучения и ее применение при изучении неорганической и общей химии в средней школе 134
3.1. Принципы разработки методической системы обучения и содержания проблемно - развивающих опытов по химии 134
3.2. Характеристика методики проведения проблемно- развивающих экспериментов в школьном курсе химии 160
3.3. Значение системы проблемно-развивающих опытов для повышения уровня подготовки учащихся по химии 195
Выводы 216
Глава IV. Экспериментальное исследование эффективности методической системы обучения химии, основанной на применении проблемно - развивающих опытов 218
4.1. Принципы и методы исследования в педагогическом эксперименте, условия его проведения. 218
4.2. Результаты обучения химии по экспериментальной методике 242
Выводы 310
Заключение 312
Приложение 1. Обобщающие таблицы по применению проблемно-развивающего эксперимента в преподавании химии 318
Приложение 2. Проблемно - развивающий эксперимент: Программное обеспечение школьного курса 328
Приложение 3. Проблемно - развивающий практикум для 9 класса 352
Литература 376
- Психолого-педагогическая характеристика системы развивающего обучения
- Роль и место эксперимента в практике преподавания химии, направления его совершенствования при проблемном обучении
- Принципы разработки методической системы обучения и содержания проблемно - развивающих опытов по химии
Введение к работе
Актуальность исследования подтверждается следующими
положениями:
В теории методики преподавания химии вопрос о применении проблемно-развивающих экспериментов с целью обучения химии специально не разрабатывался. В методической литературе практически отсутствуют проблемно-развивающие опыты, предназначенные непосредственно для школы (за исключением отдельных рекомендаций по применению некоторых опытов при проблемном обучении).
Проблемные опыты в методике обучения химии не рассматривались даже в качестве самостоятельной формы химического эксперимента.
3. Методические рекомендации и разработки по применению
проблемно-развивающих опытов в обучении химии, вследствие неразработанности самих опытов, также отсутствуют.
4. Вопрос о влиянии проблемного эксперимента на развитие учащихся не исследован.
В тоже время важность и необходимость применения экспериментов для создания проблемных ситуаций при обучении химии подчеркивается в работах многих исследователей.
Таким образом, можно считать, что имеются необходимые предпосылки как теоретического, так и практического характера для проведения поисковых исследований в этой области.
Проблема исследования заключается в том, что есть определенное несоответствие между возможностями развития учащихся с применением традиционной объяснительно-иллюстративной системы обучения, опирающейся на стандартный химический эксперимент и теми возможностями, которые предоставляются при использовании методической системы проблемно-развивающего обучения, включающей проблемные опыты. Поэтому для решения данной проблемы существует необходимость разработки целостной методической системы проблемно-развивающего обучения химии, основанной на систематическом выполнении новых проблемных опытов, введения усовершенствованной методики их проведения, а также в поиске наиболее эффективных способов применения этой системы обучения в средней школе.
Новые проблемно-развивающие эксперименты и усовершенствованная методика их проведения должны помочь ученикам в понимании и осознании многогранности изучаемых химических процессов, их природы, реальной сущности и зависимости от условий проведения.
Подобные эксперименты при включении их в учебный процесс позволят ученикам активно применять полученные ранее знания и умения, помогут повысить уровень знаний, глубину понимания химических
явлений, а также дадут возможность приобрести опыт конкретного решения проблемных и творческих заданий.
Теоретическими основами разработки новой методической системы обучения химии являются: теория развивающего обучения, психологическая теория деятельности, концепция проблемно-развивающего обучения, концепция личностно ориентированного образования.
В качестве практических основ используется практическое применение химического эксперимента как главного средства обучения химии. Химический эксперимент при обучении химии выполняет ведущую роль при развитии знаний учеников, практических умений и их интереса к предмету.
Для разработки методической системы проблемно-развивающего обучения химии автором диссертации выдвинут принцип соответствия содержания школьного химического эксперимента и методики его выполнения целям и методам теории развивающего обучения.
Введение проблемно - развивающих опытов в структуру школьного курса химии опирается на выбранный принцип последовательного обобщения, который разработан в психологии.
Необходимость повышения уровня экспериментальной подготовки учащихся обусловлена и потребностью общества в знающих высококвалифицированных специалистах по химии. Интерес к химической науке начинает формироваться еще в школе. Довольно часто заинтересованность, возникшая в школе, затем влияет на выбор профессии.
В настоящее время многие педагоги констатируют снижение интереса учащихся к изучению химии. Как вновь пробудить и возродить этот интерес у школьников? Одним из важнейших средств привлечения
внимания учащихся к изучению химии всегда был нестандартный эксперимент.
Традиционные школьные химические опьПы, как уже отмечалось, имеют в основном иллюстративный и констатирующий характер, иногда исследовательский. В практике обучения такие опыты безусловно необходимы. Они используются на уроках, факультативных занятиях и направлены на решение определенных задач. Но кроме них, нужны и другие эксперименты - эксперименты проблемно-развивающие. Опираясь, главным образом, на иллюстративные опыты, трудно решать многообразные развивающие задачи, определяемые целями и содержанием современного школьного курса химии.
Анализ методической, учебной литературы, диссертаций показывает, что проблемно-развивающие эксперименты для школы как в содержательном аспекте, так и в методическом плане мало разработаны.
Необходимость обновления и совершенствования школьного химического эксперимента и методики его проведения имеет также существенное методологическое обоснование. Химический эксперимент является важнейшей составной частью химии как учебного предмета, это один из элементов общей целостной системы обучения. Процесс обучения включает: цели, содержание, методы обучения, методические средства, деятельность учителя, деятельность учеников, результаты обучения. Все эти элементы в развивающем обучении приобретают новое направление и новое содержание, поэтому и химический эксперимент должен тоже изменяться и должен соответствовать ведущим положениям теории развивающего обучения. Изменения должны быть связаны не только с конкретным содержанием эксперимента, но и с методикой его применения в учебном процессе. Так как в общей целостной системе все элементы находятся в сложных связях и взаимодействиях, то для развивающего
обучения необходим проблемно-развивающий эксперимент и усовершенствованная методика его применения.
Но, несмотря на очень большую значимость поставленной проблемы в теоретическом аспекте, ее актуальность, необходимость разработки в практическом отношении, она остается пока малоисследованной. По этой причине учителя не имеют возможности получить конкретные разработки и методические рекомендации по применению на уроках проблемно-развивающих опытов. Они используют, главным образом, только определенный набор стандартных иллюстративных экспериментов, рассчитанных на репродуктивный уровень усвоения знаний учениками.
Недостаточная теоретическая, практическая и методическая разработанность проблемы применения в обучении химии проблемно-развивающих экспериментов и определила выбор темы данного исследования.
Исходя из анализа состояния этой проблемы, можно считать, что исследование является актуальным и направлено на решение новой задачи в методике обучения химии.
Выбор данной области исследования обусловлен также необходимостью исправления существенных пробелов и недостатков в знаниях учащихся, связанных с отсутствием в программах и учебниках определенных опытов, раскрывающих ученикам реальную картину направления некоторых химических процессов. Как показывает практика преподавания химии, в знаниях учеников достаточно часто проявляются существенные ошибки из-за поверхностного и одностороннего толкования химических явлений. Предотвратить эти существенные ошибки и пробелы возможно только на основе специально подобранных и разработанных химических опытов, которые наглядно и убедительно продемонстрируют ученикам неоднозначность наблюдаемых явлений и необходимость учета разнообразных факторов, влияющих на направление химических реакций.
Цель исследования — разработка теоретических основ создания и применения методической системы проблемно-развивающего обучения химии в средней школе, ядром которой является новый проблемный химический эксперимент, и оценка эффективности данной системы.
Учитывая данные позиции, можно выделить объект и предмет исследования.
Объектом исследования является процесс обучения химии в средней школе.
Предметом исследования является методическая система проблемно-развивающего обучения химии и определение условий ее эффективного практического применения в современной школе.
Гипотеза исследования: повысить эффективность обучения химии возможно на основе целостной методической системы, центральным элементом которой служит проблемно-развивающий химический эксперимент.
Применение данной методической системы, вероятно, даст возможность лучше использовать химический эксперимент как средство проблемно-развивающего обучения. Ученики при этом получат более точную и целостную картину изучаемых явлений и процессов, выявят новые взаимосвязи в изучаемом материале, научатся применять знания в нестандартных ситуациях.
Сочетание новых опытов с программными позволит чаще строить процесс обучения учащихся проблемно, будет способствовать вовлечению учащихся в поисковую исследовательскую деятельность и послужит основой их развития и как следствие повышению уровня знаний.
В результате такое обучение может привести к повышению уровня самостоятельности учеников, к более правильному пониманию ими сущности химических процессов, усилению интереса учащихся к экспериментальным и теоретическим вопросам курса химии.
Цель исследования, его предмет и гипотеза позволили сформулировать задачи исследования:
Анализ литературы, раскрывающей теоретические и практические аспекты возможностей применения в современной школе проблемно-развивающих опытов при обучении химии.
Теоретическое и практическое обоснование введения в обучение химии новой формы выполнения химических опытов - проблемного эксперимента.
Разработка содержания проблемно-развивающих экспериментов.
Определение соотношения и эффективного сочетания традиционных экспериментов и проблемно-развивающих опытов в обучении химии.
Создание новой методической системы обучения, включающей проблемный эксперимент, с целью реализации развивающего обучения химии.
Обоснование, разработка и экспериментальная проверка усовершенствованной методики обучения химии с систематическим использованием проблемно-развивающих экспериментов.
Проверка возможности проведения разработанных опытов в школьных условиях и их доступности для учащихся с разным уровнем подготовки по предмету.
8. Разработка программы проблемно-развивающих экспериментов
для школьных курсов неорганической и общей химии 8-го, 9-го и 11 -го
классов.
9. Разработка и подготовка методического руководства и
методических рекомендаций для учителей и студентов педагогических
вузов, а также нового вида практикума для 9-го класса с целью внедрения
проблемно-развивающих опытов в практику обучения химии.
Ю.Проведение педагогического эксперимента в школах и анализ его результатов.
Перечисленные задачи решались автором при проведении многолетних теоретических и экспериментальных исследований. В проверке опытов и методики их применения на уроках участвовали опытные учителя и некоторые студенты-дипломники.
Методологической основой исследования являются положения и принципы педагогической методологии и методологии химии, которые обосновывают объективность, научность, целостность его проведения. Исследование опирается на теорию познания, теорию деятельности, принципы обучения химии, концепцию личностно ориентированного образования.
Наиболее важное значение для данного исследования имеют следующие положения: взаимосвязь обучения и развития учащихся, влияние химического эксперимента как средства обучения на процесс формирования новых теоретических обобщений, связь теории с практикой, применение самостоятельной поисковой исследовательской деятельности для активизации познавательного процесса, обучение решению проблемных вопросов с целью развития мышления учащихся.
Опора на данные принципы и положения позволяет построить методическую систему проблемно-развивающего обучения для того, чтобы сформировать у учеников в процессе познания химии целостную, многогранную научную картину изучаемых явлений природы.
Методы исследования:
1. Изучение и анализ психолого-педагогической, методической и
химической литературы для определения современного состояния
проблемы применения в обучении проблемно-развивающего эксперимента
по химии.
2. Анкетирование учителей и учащихся для определения их
отношения к данной методической системе и к проведению исследований по этой проблеме.
3. Опытная работа, связанная с включением в содержание отдельных
уроков и тем проблемных экспериментов для получения определенного
развивающего результата обучения с последующей его проверкой и
оценкой.
4. Моделирование некоторых новых направлений химических
процессов на основе проблемных экспериментов.
5. Наблюдение, анализ уроков химии для выявления доступности и
эффективности новых опытов и усовершенствованной методики обучения.
6. Педагогический эксперимент, который проводился с целью
проверки гипотезы и для решения ряда задач, поставленных в
исследовании.
Научная новизна исследования состоит в том, что автором дано теоретическое обоснование решения научно-педагогической проблемы в методике преподавания химии - проблемы развития учащихся, решение которой возможно на основе применения новой методической системы проблемно-развивающего обучения.
Предложено новое содержание школьного химического эксперимента и новая форма его применения. Выявлено оптимальное соотношение и эффективное сочетание проблемно-развивающего и программного химического эксперимента.
Теоретическая значимость исследования состоит:
в обосновании и разработке теоретической основы методической системы проблемно-развивающего обучения, направленной на совершенствование школьного химического образования;
в определении принципов введения в учебный процесс нового содержания школьного химического эксперимента, новой
проблемной формы его применения и методики проблемно-развивающего обучения химии;
- в раскрытии эффективных способов реализации развивающего обучения.
Этим и определяется вклад новой методической системы обучения в развитие теории методики химии.
Практическая значимость работы заключается в том, что все учебно-методические материалы, разработанные автором в процессе проведения исследования: монография, содержащая описание техники и методики выполнения новых проблемных опытов, методические рекомендации для учителей и студентов педагогических вузов, программа проблемно-развивающих опытов для средней школы, новый вид практикума внедрены в практику работы многих школ и учителей, трех университетов, они используются при подготовке учителей и студентов, при повышении квалификации преподавателей.
На основе этих материалов разработаны также спецкурс и спецпрактикум для подготовки преподавателей в педагогических вузах.
Материалы данного исследования могут быть использованы при разработке новых программ и учебников по химии для современной школы, в том числе для углубленных и профильных классов, и могут быть применены также при обучении студентов в курсах методики преподавания химии.
Обоснованность и достоверность теоретических аспектов исследования, выводов и практических рекомендаций подтверждается объективностью использованных методов. Экспериментальное обучение, которое проводилось в восьми школах г.Москвы и Московской области, убедительно доказывает эффективность разработанной методической системы. Учащиеся этих школ показали высокий уровень знаний и
умений, самостоятельность и большой интерес к выполнению проблемных опытов.
В ходе педагогического эксперимента можно выделить по исследовательскому назначению несколько последовательных этапов его проведения.
Констатирующий этап эксперимента определял состояние исследуемого объекта, например, уровня знаний, умений школьников, их отношения к предмету и т.д.
В данной работе определялся тот уровень знаний и умений учащихся (умение осуществлять перенос знаний на незнакомые объекты), который достигался при обучении с применением только традиционных опытов, указанных в типовой программе. При исследовании фиксировались наиболее существенные ошибки и пробелы в знаниях учащихся, обусловленные применением только стандартных опытов.
Проверочный этап эксперимента позволил доказать справедливость гипотезы исследования. На этом этапе эксперимента было установлено, что уровень знаний учащихся, их умения применять знания в сходных или незнакомых ситуациях, в значительной мере зависят от выбора химических опытов и от методики выполнения экспериментов в учебном процессе. Применение методической системы проблемно-развивающего обучения (выполнение некоторых новых проблемных экспериментов, применение усовершенствованной методики обучения) дало возможность определить, что многие существенные ошибки учащихся связаны с тем, что традиционные опыты, которые наблюдают и выполняют ученики, недостаточны для формирования у них целостных представлений по ряду вопросов.
Созидательный, или преобразующий этап эксперимента позволил проверить новую систему обучения. На этом этапе эксперимента проверялась эффективность применения методической системы
проблемно-развивающего обучения при изучении неорганической и общей химии в средней школе. В эксперименте при обучении систематически проводились проблемные опыты и использовалась усовершенствованная методика их объяснения. Эффективность разработанной методики изучалась в 9-х, 11-х классах и на факультативных занятиях. Учителям, участвующим в эксперименте, предлагались следующие материалы: описание содержания новых опытов, подробная характеристика методики выполнения и объяснения экспериментов, теоретическое обоснование опытов.
Методическая система проблемно-развивающего обучения проверялась автором в процессе многолетнего педагогического эксперимента в различных школах, в педагогическом университете, а также, по его просьбе, преподавателями вузов и опытными учителями в школах г. Москвы и Московской области.
Описание опытов давалось в нескольких вариантах. Это было сделано для того, чтобы учителя имели возможность в зависимости от содержания материала выбрать такие эксперименты, которые, с одной стороны, будут ориентированы на учащихся с различным уровнем подготовки, а с другой стороны, позволят учесть возможности школьного химического кабинета (наличие определенных химических реактивов и оборудования).
После проведения педагогического эксперимента выполнялась обработка полученных результатов, и эти данные анализировались.
На основе полученного анализа вырабатывались рекомендации для внедрения результатов эксперимента. Эти рекомендации опубликованы в научно-методическом журнале «Химия в школе», использованы при выступлениях на научно-методических конференциях, при чтении лекций на курсах повышения квалификации учителей и преподавателей
педагогических институтов, а также при издании программы, монографии и методического пособия для учителей и студентов.
Итак, на защиту представляется методическая система обучения химии в средней школе, основанная на систематическом проведении проблемно-развивающих экспериментов при их сочетании с традиционными опытами и применении усовершенствованной методики проблемно-развивающего обучения.
На защиту выносятся следующие научные положения:
Совершенствование обучения химии в средней школе на современном этапе требует усовершенствованной методической системы обучения, которая способна наиболее полно осуществить взаимосвязь основных идей и положений теории развивающего обучения с практикой современного преподавания химии в школе.
В основе разработки усовершенствованной методической системы обучения должны лежать принцип соответствия содержания школьного химического эксперимента и методики его выполнения целям и методам теории развивающего обучения и. принцип последовательного обобщения.
Высокий уровень мотивации познавательной деятельности школьников, повышение их интереса к предмету, степени осознанности полученных знаний и умений обеспечивается такой методикой обучения, которая предполагает систематическое применение химических проблемно-развивающих экспериментов.
При постановке задачи целостного и многогранного изучения химических явлений и процессов целесообразно сочетание проблемных, исследовательских, иллюстративных экспериментов.
4. Соотношение программных опытов и проблемно-развивающих
экспериментов в обучении химии определяется следующими
условиями:
а) при необходимости только наглядно подтвердить изучаемое
явление целесообразно применять иллюстративные эксперименты;
б) в тех случаях, когда ученикам нужно получить новые
обобщающие выводы, научиться применять результаты
экспериментов в новых нестандартных ситуациях, необходимо
включать в процесс обучения проблемно-развивающие
эксперименты;
в) для исправления или предотвращения существенных ошибок в
знаниях учащихся целесообразно применять также проблемно-
развивающие опыты.
Данные положения послужили основой для внедрения в процесс обучения многих проблемно-развивающих экспериментов, что позволило определенным образом изменить в педагогическом эксперименте отношение учащихся не только к изучению экспериментальных, но также и теоретических вопросов.
Результаты исследования. При проведении педагогического исследования доказано, что разработанные для школы проблемно-развивающие опыты при их систематическом применении оказывают значительное воздействие на уровень знаний учащихся. Даже при эпизодическом применении таких опытов у учеников заметно улучшается понимание смысла изучаемых химических явлений и появляется интерес к изучению данной науки. При систематическом проведении проблемно-развивающих опытов в классах с различным предварительным уровнем знаний по химии, наблюдается существенное изменение отношения к предмету, к химическому эксперименту как источнику новых знаний и даже к теоретическим вопросам курса химии. Ученики, выполняющие самостоятельно проблемные опыты или наблюдая их при демонстрациях учителя, проявляют склонность к анализу опытов и установлению причин
протекающих реакций. Именно поэтому в классах возрастает число учеников, интересующихся теоретическими аспектами курса химии.
Во всех классах, где проводился педагогический эксперимент, увеличивается число учеников, справляющихся с контрольными заданиями высокого уровня сложности, в которых требуется применить знания в нестандартных ситуациях. Особенно выделяются в этом отношении учащиеся математических классов, биологических и классов с углубленным изучением иностранного языка. Но и в обычных школах и классах, где в дополнение к стандартным опытам проводились проблемно-развивающие эксперименты, ученики демонстрируют понимание взаимосвязи теории с экспериментом, лучше оперируют знаниями в незнакомых ситуациях и проявляют достаточно высокую прочность знаний при выполнении контрольных заданий через два месяца после изучения материала.
Таким образом, данные педагогического эксперимента подтверждают выдвинутую в исследовании гипотезу и позволяют установить, что обновление содержания школьного химического эксперимента с учетом теории развивающего обучения, практики его выполнения, применение целостной методической системы проблемно-развивающего обучения дают возможность решения тех задач, которые поставлены в данном исследовании.
Результаты исследования внедрены в практику работы многих школ, трех педагогических вузов. Опубликовано более пятидесяти авторских проблемно-развивающих опытов в журнале «Химия в школе», авторская программа проблемно-развивающих экспериментов (1998г.), монография «Методика проведения проблемных опытов по химии» (1998г.), методические рекомендации для учителей и студентов педагогических вузов (1993г.), проблемно-развивающий практикум для 9-го класса (2000г.), статьи в сборниках научных трудов и журнале «Химия в школе».
Количество публикаций по теме исследования 45, а объем более 25 печатных листов.
Результаты исследования неоднократно докладывались на научных и научно-практических конференциях в гг. Москве, Санкт-Петербурге, а также г. Галле (ФРГ 1991г.).
Автор постоянно выступает на семинарах, курсах повышения квалификации учителей г.Москвы и Московской области.
Структура диссертации отражает логику исследования и состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений, списка использованной литературы.
Психолого-педагогическая характеристика системы развивающего обучения
В настоящее время в практике обучения основам наук большое значение придается вопросам развития учащихся. Во многих школах учителя опираются на систему развивающего обучения с целью повышения эффективности учебного процесса. Ведущие положения этой системы входят в содержание программ и учебников, и развитие учащихся в процессе обучения осуществляется средствами каждого учебного предмета (43, 26, 51, 75).
Развитие учащихся рассматривается как общепедагогическая задача в новой концепции образования. В современной российской школе обучение строится в соответствии с концепцией обновления. Эта концепция определяет новые приоритеты общего образования.
Предполагается, что учебный процесс должен осуществляться на основе вариативного и разноуровнего содержания, развития взаимоотношений сотрудничества учителя и ученика, гармоничного сочетания различных методов обучения, обеспечивающих использование разнообразных видов учебной деятельности (9). Данные приоритеты - основа развития и современного школьного химического образования. Уточнены в соответствии с ними учебно-воспитательные задачи обучения химии на каждой ступени, структурирование содержания, а также методы оценки качества подготовки выпускников. Теперь основные задачи химического образования формулируются таким образом:
1. Ознакомление учащихся с многообразием и единством веществ и химических явлений, их значением в природе и жизни человека.
2. Формирование системы химических понятий во взаимосвязи их друг с другом.
3. Ознакомление с методами познания природы, общими для естественных наук.
4. Формирование и развитие интереса к химии и склонностей к определенным ее областям.
5. Формирование необходимых в повседневной жизни навыков безопасного обращения с веществами.
6. Воспитание ценностного отношения к природе, к здоровью человека.
7. Развитие способностей критически осмысливать и преобразовывать полученную информацию, делать на этой основе выводы о ситуациях, связанных с использованием веществ.
Обновление содержания химического образования должно происходить также на основе усиления в нем: методологической составляющей, что предполагает включение в курс химии сведений об общенаучных методах познания и методах получения научных знаний в химии; практической ориентации учебного эксперимента и прикладной направленности изучения научных основ химического производства; общекультурной составляющей. Перечисленные направления должны быть реализованы на всех этапах обучения химии. Это объясняется тем, что в своей совокупности они предусматривают усиление личностной ориентации в обучении химии, в целях решения обшепедагогической задачи развития учащихся, повышение их общей культуры и формирование у них общеучебных, интеллектуальных и практических умений, навыков (9).
Реализация задач, поставленных для современной школы, возможна на основе внедрения в учебно-воспитательный процесс системы развивающего обучения.
Однако, здесь существует много нерешенных проблем и трудностей. По словам В.В. Давыдова: «Система развивающего обучения по существу только начинает входить в жизнь массовой общеобразовательной школы, поэтому многие проблемы в этой системе решены только в первом приближении, многие ждут своего решения, а некоторые даже отчетливо не сформулированы. Так, если контуры первого этапа развивающего обучения более или менее очерчены, то представления о целях и содержании его последующих этапов гораздо менее определенны» (26).
В настоящее время идеи развивающего обучения, разрабатываемые усилиями психологов, педагогов, методистов, учителей, уже сформировались в целостную систему. Данная система глубоко и фундаментально обоснована теоретически и подтверждена практически в процессе ее применения при обучении школьников. Правда, пока эта проверка, в основном, проводилась для первого этапа развивающего обучения, то есть в начальной школе, исследования же для второго и особенно третьего этапа (средних и старших классов) немногочисленны. Система развивающего обучения опирается на определенные теоретические положения. Каким же образом формировалась теория развивающего обучения, каковы ее основные положения и каким образом целостная дидактическая система, опирающаяся на эту теорию, может применяться в школе для повышения эффективности и качества обучения? Ответы на эти вопросы имеют важнейшее значение для внедрения основных положений теории развивающего обучения в практику преподавания.
Роль и место эксперимента в практике преподавания химии, направления его совершенствования при проблемном обучении
Вопросам роли, места эксперимента в обучении химии, возможностям его совершенствования посвящено большое количество работ методистов и учителей химии.
Большой интерес представляют по этим вопросам взгляды одного из основоположников методики химии С.И.Созонова. Еще в начале XX века он утверждал, что эксперимент в курсах для средних школ должен играть руководящую роль и использоваться как метод ознакомления с явлением, а не только как иллюстрация. В дополнение к демонстрационному эксперименту им были введены в процесс обучения ученические эксперименты в виде практических занятий.
Он считал, что практические занятия развивают у учеников интерес к знанию, приучают воспринимать и анализировать конкретные явления, способствуют овладению научным методом (93).
Значительный вклад в совершенствование техники и методики химического эксперимента внес В.Н.Верховский.
В работах В.Н.Верховского утверждалось, что основным методом изучения веществ должен быть эксперимент, так как он является основным методом химической науки. При оценке роли эксперимента в обучении им отмечалось, что только эксперимент может дать учащемуся тот материал, который необходим для формирования правильного и достаточно глубокого понимания основ химии. В.Н.Верховский разработал новую форму самостоятельной экспериментальной работы учащихся — лабораторный урок, он ввел в преподавание химии элементы исследовательского подхода, кроме того, считал необходимым показывать учащимся противоречия между имеющимися знаниями и новыми фактами с целью выработки гипотезы для объяснения новых фактов. В книге «Техника и методика химического эксперимента» он подробно описал разнообразные варианты опытов для школьного курса. Эта книга была позже переработана и выпущена в виде двух томов как пособие для учителей (11).
Значительное место отводится вопросам выполнения школьного химического эксперимента в работах С.Г.Шаповаленко. Рассматривая учебный эксперимент, как наиболее важный метод среди практических методов обучения, С.Г.Шаповаленко характеризует различные формы и виды эксперимента, подчеркивает их особенности и своеобразие. Большое внимание в работах уделяется способам повышения активности учащихся при выполнении опытов и проведении самостоятельных творческих работ (140).
Среди различных форм учебного исследовательского эксперимента описываются такие формы, которые предполагают постановку познавательных задач: от простейших - наблюдения, до сложных -самостоятельной разработки эксперимента или разработки гипотезы и ее объяснения. В книге С.Г.Шаповаленко приводятся конкретные примеры применения в обучении всех форм исследовательского эксперимента, в том числе, и наиболее сложных, предполагающих самостоятельное выдвижение учащимися гипотез и разработку эксперимента, который имеет творческий характер. Они оцениваются как формы, приближающиеся к научному экспериментальному исследованию.
Весьма ценные методические советы по вопросам применения и возможностям совершенствования школьного химического эксперимента приводятся в книге Г.И.Шелинского и А.Д.Смирнова «Методика обучения химии» (141).
Здесь прежде всего отмечается, что эксперименту как важнейшему средству познания химических явлений, должно быть отведено главное место в процессе обучения химии. При наблюдении и проведении опытов учащиеся не только познают вещества и происходящие с ними изменения, но и приобретают необходимые факты для сравнений, обобщений, выводов. Что касается применения различных форм химического эксперимента в обучении, то в книге рекомендуется проводить опыты не только иллюстративным способом, но чаще использовать исследовательские эксперименты и эксперименты для решения проблемных вопросов. Так, в частности, в данной работе утверждается: «... во всех случаях значение эксперимента как первичного источника познания имеет большую ценность, чем иллюстрация, поэтому нужно максимально стремиться к тому, чтобы каждый школьный опыт был связан с разрешением той или иной посильной для ученика проблемы» (там же, с.44).
Таким образом, анализ работ основоположников методики обучения химии показывает, что вопросам техники и методики химического эксперимента уделялось много внимания. При этом акцент делался не только на отбор опытов для школьного курса и технические приемы проведения самих опытов, но и на организацию самостоятельной деятельности учеников. Это относится как к наблюдению демонстраций учителя, так и к выполнению лабораторных опытов и практических занятий.
Принципы разработки методической системы обучения и содержания проблемно - развивающих опытов по химии
Рассмотрим в начале кратко, в общем виде вопрос о том, как разрабатывалась целостная методическая система проблемно-развивающего обучения, в которой центральное место отводится систематическому проведению проблемно-развивающих экспериментов и применению усовершенствованной методики проблемно-развивающего обучения, опирающейся на их выполнение.
В качестве теоретических основ разработки данной методической системы обучения химии используются: теория развивающего обучения, психологическая теория деятельности, концепция проблемно-развивающего обучения, концепция личностно ориентированного образования.
Практической основой разработки является практическое применение химического эксперимента в качестве главного средства обучения химии. Химический эксперимент в обучении является основным источником знаний и выполняет ведущую роль как средство развития знаний, практических умений и интереса к предмету.
Для разработки методической системы проблемно-развивающего обучения химии автором диссертации выдвинут принцип соответствия содержания школьного химического эксперимента и методики его выполнения целям и методам теории развивающего обучения.
Введение проблемно-развивающих опытов в структуру школьного курса химии опирается на выбранный принцип последовательного обобщения, который разработан в психологии.
Важным аспектом разработки данной системы обучения является теоретическое обоснование и практическое применение автором работы новой формы выполнения химического эксперимента. Этой формой является проблемный эксперимент. Он дополняет уже известные в теории методики обучения химии две другие формы: иллюстративный и исследовательский эксперимент.
Своеобразие этой новой формы заключается в том, что проблемный эксперимент дает возможность поставить проблему, организовать проблемную ситуацию, а другие формы эксперимента применяются уже при решении поставленной проблемы.
Опираясь на теоретические и практические основания, автор разработал и опубликовал для школьного курса более пятидесяти новых проблемно-развивающих опытов. Эти опыты по своему содержанию и методике выполнения могут быть эффективным средством развития знаний и умений учащихся, их мышления и интереса к предмету.
С целью систематического применения проблемно-развивающих опытов в обучении химии, автором разработана методика их проведения и включения непосредственно в учебный процесс - это методика проблемно-развивающего обучения. По сравнению с традиционной методикой, она является усовершенствованной методикой обучения. Такая методика разработана для проведения семидесяти химических экспериментов, включенных в данную методическую систему (с учетом некоторых экспериментов, взятых из химической литературы при их соответствии целям данного исследования).
Для последовательного и целенаправленного применения проблемно-развивающих экспериментов в учебном процессе, автором разработана и опубликована программа этих экспериментов для курсов 8 го, 9-го, 11-го классов, предусматривающая систематическое выполнение опытов на протяжении трех лет обучения в различных разделах указанных курсов. Данная программа рассматривается как дополнительная к типовой программе школьного курса. Но универсальность опытов позволяет органично встраивать их в любые учебные программы.
Опираясь на предлагаемую программу и разработанную методику выполнения опытов, учителя могут своевременно включать проблемно-развивающие эксперименты в учебный процесс, дополняя при развивающем обучении стандартные типовые школьные опыты.
Методическая система проблемно-развивающего обучения содержит следующие элементы: цели обучения, воспитания и развития, формируемые с учетом теории проблемно-развивающего обучения; содержание, включающее новые проблемно-развивающие эксперименты; усовершенствованную, по сравнению с традиционной, методику проблемно-развивающего обучения; деятельность учителя, которая предусматривает введение новой формы выполнения химического эксперимента - проблемной формы и использования методов проблемного обучения: проблемного изложения материала учителем, эвристического и исследовательского. Деятельность учащихся, являющаяся элементом этой системы, имеет по сравнению с объяснительно-иллюстрированным обучением другой характер. Это деятельность поисково-исследовательского характера, направленная на поиск решения проблемы, поставленной с помощью эксперимента.
