Организация проблемно-поисковой деятельности на уроках химии

Организация проблемно-поисковой деятельности на уроках химии
Е.А.Сеген,
методист высшей категории
управления учебно-методической работы
Учитель живет, пока учится.
Когда он перестает учиться,
учитель в нем умирает.
Плохой учитель преподносит истину.
Хороший - учит ее находить.
Иоганн Фридрих Герберт
1.
3.
4.
5.
6.
Есть три силы, заставляющие детей учиться: послушание, увлечение и цель.
Послушание подталкивает, цель манит, а увлечение движет. Если дети равнодушны к
предмету, учеба становится тяжелой повинностью. Поэтому не случайно каждый учитель
в процессе своей деятельности стремится решить вопросы: как учить с увлечением, как
сделать радостным и творческим процесс познания?
Один из способов решения этого вопроса - организация на уроке проблемно - поисковой
деятельности учащихся. Эта деятельность по сравнению с другими имеет ряд
преимуществ: усиливает познавательный интерес учащихся; способствует получению
более глубоких знаний и показывает их прикладную направленность; развивает умение
творчески мыслить.
Основные способы создания проблемных ситуаций на уроках химии
Учитель сообщает новую информацию, которая не вписываются в рамки изученных
школьниками теорий, усвоенных законов и понятий.
Проблемная ситуация может возникнуть при изучении закона сохранения массы.
Пример. Запаянная колба с неизвестным металлом, взвешена до реакции. После
прокаливания сосуд был открыт и взвешен. Почему его масса увеличилась?
2. Учитель показывает двойственность свойств некоторых соединений (амфотерность)
или возможность проявления одним и тем же веществом окислительныx и
восстановительных свойств.
Пример. При исследовании свойств гидроксида алюминия учащиеся обнаруживают, что
данное вещество способно проявлять свойство кислоты. Можно провести реакции
горения серы (сера – восстановитель) и взаимодействия её с железом (сера – окислитель).
Учитель создает условия, в которых ученики на основании известных им
закономерностей моделируют процессы, осуществить которые экспериментально
невозможно.
Пример. На основе ряда активности металлов учащиеся могут сделать ошибочный
прогноз о характере реакции щелочного металла калия с раствором сульфата железа
(калий должен реагировать в первую очередь с водой)
Учитель вместе с учащимися обсуждают такие жизненные явления, которые они не могут
объяснить на основе имеющихся у них знаний.
Пример. Школьники знают, что при обработке раны 3%-м раствором пероксида водорода
наблюдается вспенивание, причем они не могут объяснить причины этого явления. Это
незнание служит источником для возникновения проблемной ситуации.
Вместе с учащимися учитель выявляют противоположные свойства у веществ или
процессов, принадлежащих к одной группе или типу.
Пример. Изучение свойств оксида фосфора и оксида кальция, взаимодействие их с водой,
исследование продуктов реакции формируют проблемную ситуацию, связанную с
классификацией оксидов.
Учитель предлагает учащимися решить экспериментальную задачу. При этом известен
набор реактивов и конечный результат, но не известны способы решения.
Пример. Имеются реактивы: цинк, вода, соляная кислота, гидроксид натрия, хлорид
натрия и др. Учащиеся должны получить гидроксид цинка.
Классификация проблемных ситуаций по особенностям создания
Ситуации неожиданности создаются при ознакомлении учащихся с информацией,
вызывающей удивление, поражающей своей контрастностью и необычностью. При
изучении темы «Состав воздуха» учащимся можно сообщить следующий факт: в Италии
существует получившая широкую известность пещера, которую назвали «Собачья
пещера». Стоя человек может находиться в ней длительное время, а забежавшая туда
собака задыхается и гибнет.
Ситуация опровержения возникает, когда учащимся необходимо доказать
несостоятельность какого-либо предположении. Рассматривая свойства гидроксидов
алюминия и цинка, учащиеся показывают, что гидроксиды реагируют с кислотами и
разлагаются при нагревании. Таким образом учащиеся обобщают свойства оснований и
подтверждают выводы опытами. Затем они предлагают способ получения нерастворимых
гидроксидов алюминия и цинка реакцией обмена между солью и щелочью. Учитель
демонстрирует взаимодействие соли цинка и щелочи. Ученики наблюдают выпадение
осадка гидроксида и его последующее растворение в избытке щелочи. Теперь школьники
должны опровергнуть свое утверждение о невозможности реакции между двумя
основаниями. В процессе проблемной беседы учитель подводит учащихся к пониманию
того, что и в данной реакции гидроксид цинка проявляет кислотные свойства. Учащиеся
делают вывод: амфотерность – это проявление двойственности свойств веществ.
Ситуация предположения рождается, когда в процессе сопоставления какого-либо закона
с ранее усвоенной информацией выявляется недостаточность этой информации.
Например, анализируя структуру бензола, учащиеся проводят аналогию с алкенами,
предполагают, что он может участвовать в реакциях присоединения. Или, при изучении
строения глюкозы, ученики предполагают, какие функциональные группы она может
иметь и с помощью каких качественных реакций её можно определить.
Искусно поставленные вопросы задают стратегию творческого мышления.
Например, при изучении темы «Степень окисления» учитель задает вопрос: «Водород
отдаёт электроны натрию или наоборот? Почему? Во что тогда превратился водород?
Мнения обычно разделяются: одни учащиеся считают, что атом водорода, присоединяя
электрон, превратился в атом гелия, т.к. у него два электрона; другие не согласились с
этим, возразив, что у гелия заряд ядра +2, а у данной частицы +1.
Так что же это за частица? Возникла проблемная ситуация, которую можно разрешить,
ознакомившись с понятием «ион».
Беседа поискового характера является необходимой подготовительной ступенью к
работе учащихся на уровне исследования.
Демонстрация или сообщение некоторых фактов, которые им неизвестны и требуют для
объяснения дополнительной информации, побуждают к поиску новых знаний. Например,
учитель демонстрирует аллотропные видоизменения элементов и требует объяснить,
почему они возможны.
Можно использовать противоречия между имеющимися знаниями и изучаемыми
фактами. Например, учитель задаёт вопрос: «Можно ли, пропуская оксид углерода(IV)
через известковую воду, получить прозрачный раствор?» Учащиеся на основании
предшествующего опыта отвечают отрицательно, а учитель демонстрирует образование
растворимого гидрокарбоната кальция из осадка кальцита при пропускании через него
углекислого газа.
С помощью неизвестной теории педагог строит гипотезу, а затем вместе с учащимися
проверяет ее на практике. Например, будет ли уксусная кислота как органическая кислота
проявлять общие свойства кислот? Учащиеся высказывают предположения, учитель
ставит эксперимент, а затем даёт теоретическое объяснение увиденному.
Можно предложить учащимся найти рациональный путь решения задачи, когда заданы
условия и дана конечная цель. Например, учитель просит выполнить экспериментальное
задание: даны три пробирки с веществами; необходимо определить эти вещества наиболее
коротким путём, с наименьшим числом проб.
Для того, чтобы отыскать учебную проблему, необходимо выделить элементы
содержания и связи между ними. Например, при изучении свойств аммиака учащиеся
вначале характеризуют строение атомов элементов водорода и азота, строение молекулы
аммиака, определяют степени окисления атомов азота и водорода в аммиаке, а затем
рассматривают химические свойства этого соединения.
В этом случае решаются несколько проблем. Даже на самом первом этапе урока при
изучении состава аммиака можно не просто информативно сообщить, что его формула
NН3, а связь между атомами полярная, а предложить учащимся обосновать состав этого
соединения, т.е. установить связь между составом соединения и строением образующих
его атомов.
При изучении химических свойств аммиака можно сформулировать проблемный
вопрос «За счёт чего аммиак может вступать в реакции присоединения, если все
неспаренные электроны использованы на связи с водородом?»
Лучше всего эти способы прослеживаются на уроках, проводимых в виде
педагогических мастерских, которые строятся по главному принципу: ученик сам должен
искать знания. Поскольку дети любят работать руками, необходимо включать как можно
больше лабораторных исследований, химических опытов.
Учащиеся имеют возможность выбрать путь исследования, этапы которого указывает им
учитель (мастер). Научные знания формируются на основе ошибок, рассуждений,
выдвижении гипотез, предположений. Ученики не бояться высказываться, не бояться
совершить ошибку. Свобода учителя развивает свободу ученика. «Учиться – значит
придумывать» - вот главный принцип педагогических мастерских. На уроках химии
можно применять интеллектуальные игры. Одна из них «Черный ящик».
Ведет игру учитель, участвует в ней весь класс. Время игры 2-5 мин.
Оборудование: большая коробка с крышкой, предметы для разгадывания.
Правила игры
Игру ведет учитель. В ней участвует весь класс. Время игры 2-5 мин.Учитель
кладет в ящик какой-то предмет, связанный с темой урока, и формулирует задание,
содержащее описание некоторых признаков (свойств) предмета, по которым в ходе
эвристического диалога ученики должны его определить. Эту игру можно проводить на
любом этапе урока, так как её основная цель – обучить учащихся вести диалог. Они
должны решить не просто угадать предмет, а, двигаясь от общего к частному, выстроить
систему вопросов.
Например: 1) является ли это вещество природным?
2) Относится ли оно к простым веществам?
3) Это вещество - металл?..
Учитель только отвечает «да» или «нет», чем и корректирует последующие вопросы
учеников.
Игру можно использовать при изучении разных тем:
Тема урока: «Свойства белков».
Задание: в черном ящике находится удивительный, но вполне знакомый вам продукт
питания. Его считают универсальным антидотом - веществом, устраняющим последствия
воздействия ядов. Употребление этого продукта и некоторых его производных при
отравлении солями металлов рекомендовал ещё Авиценна в своем знаменитом труде
«Канон врачебной науки» (XI век). При необходимости можно дать подсказку: название
продукта является составной частью названия класса позвоночных.
Ответ: молоко.
Тема урока «Благородные металлы и их соединения».
Задание: в черном ящике находится обычный для кухни или столовый предмет.
Вещество, из которого он изготовлен, наделяет его защитными свойствами. В медицине
соединения, полученные из этого вещества, применяют в качестве антисептического
средства.
Подсказка: при росписи фарфоровых изделий растворами его солей цвет после обжига
бледно-серый.
Ответ: серебряный столовый прибор.
Тема урока: «Свойства галогенов и их соединений».
Задание: в черном ящике находится твердое вещество черно-фиолетового цвета,
которое при нагревании превращается в фиолетовый пар. Спиртовой раствор его служит
эффективным средством для дезинфекции кожи.
Подсказка: соединение этого
вещества добавляют к хлориду натрия (поваренной соли) для профилактики заболеваний
щитовидной железы.
Ответ:иод
Урок - проблемное обучение (7 класс)
Тема: «Явления физические и химические. Признаки химических реакций».
Цель урока: Познакомить с признаками и условиями протекания химических реакций;
дать понятие о химических реакциях и их отличиях от физических явлений; сформировать
умения отличать химические реакции от физических явлений.
Развивать умение проводить лабораторные исследования, соблюдать правила безопасного
поведения, вести диалог, работать в команде.
Доводы, до которых человек
додумывается сам, обычно убеждают
его больше, нежели те, которые пришли
в голову другим.
Б. Паскаль
Ход урока
I. Организационный момент.
- Сегодня мы проведем сегодня урок, на котором вы многое усвоите в ходе
собственных исследований, решений проблемных ситуаций и сделанных самостоятельно
выводов.
II. Основная часть урока.
1. Какие явления называются физическими? Приведите примеры. Как вы считаете,
какие явления называются физическими?
(на скрытой доске записано понятие физического явления, дети работают в группах,
высказывают свое мнение, затем учитель показывает им правильное определение, дети
переписывают его себе в тетрадь )
2. Проведите следующие опыты, после проведения каждого опыта запишите, что вы
наблюдали:
Перед их проведением учитель обучает учащихся правилам безопасного поведения при
выполнении опытов.
1) Зажгите спичку и погасите её.
2) Добавьте в пробирку немного вещества NaOH, затем одну каплю вещества
фенолфталеина и затем прилейте немного вещества HCl.
З) Положите в пробирку порошок мела ( половину ложечки), а затем добавьте немного
вещества HCl.
4) Прилейте в пробирку немного раствора вещества FeCl3, а затем
пару капель вещества NaOH, после прилейте Н2SO4 до растворения осадка.
Вопросы:
1.Какие признаки химических реакций вы наблюдали?
2.Какие вы думаете, какие явления называются химическими?
Физкультминутка!
А теперь на месте шаг
А теперь на месте шаг.
Выше ноги! Стой, раз, два! (Ходьба на месте.)
Плечи выше поднимаем,
А потом их опускаем. (Поднимать и опускать плечи.)
Руки перед грудью ставим
И рывки мы выполняем. (Руки перед грудью, рывки руками.)
Десять раз подпрыгнуть нужно,
Скачем выше, скачем дружно! (Прыжки на месте.)
Мы колени поднимаем —
Шаг на месте выполняем. (Ходьба на месте.)
От души мы потянулись, (Потягивания — руки вверх и в стороны.)
И на место вновь вернулись. (Дети садятся.)
3. Посмотрите следующие опыты (демонстрирует учитель с использованием
мультимедиа):
1) «Извержение вулкана»,
2) «Взаимодействие меди с азотной кислотой»,
3) «Горение магния»
Вопрос. Как вы думаете, ребята, что необходимо для того, чтобы протекали
химические реакции ?
4. Рассмотрите эти картинки и посмотрите видео (Приложение).
см. явление физические и химические
( дождь, созревание томатов, образование туч,
ржавление железа, пожелтение листьев, горение свечи
выпадение росы). Какие явления вы на них видите? Как вы это
определили? Докажите свое предположение?
III. Закрепление изученного материала
1.Завод производит:
а) железо из железной руды;
б) железо из металлолома;
в) железную проволоку из железных заготовок
Какие химические и физические превращения здесь перечислены?
2. Разделите явления на физические и химические:
1) вода превращается в пар,
2) вода превращается в лед,
3) желудок переваривает пищу,
4) брусок дерева нагревается трением,
5) кусок стекла раскалывается в костре,
6) дрова сгорают в костре.
3. В городе работают три электростанции: тепловая (на угле), ветряная
и гидроэлектростанция. В каком случае для получения электричества
используется энергия химического превращения?
4. Приведите свои примеры химических явлений.
IV. Рефлексия.
- Разложить шарики синего и красного цвета в
прозрачные сосуды (синий цвет означает успех,что все понял,
все получилось;
красный цвет – остались проблемы, тревога, что не все понял и усвоил))
Домашнее задание: § 14, упр. 2, 4, стр. 68.
На 9-10 баллов – упр.7, стр. 69.
I.
Урок - проблемное обучение (11 класс)
Тема :«Химические свойства, получение и применение глюкозы»
Цель: показать учащимся незаменимую роль глюкозы в жизни человека и животных, в
том числе многих микроорганизмов, а также зависимость химических свойств глюкозы от
химического строения молекулы, выделить её особые свойства, учить самостоятельно
составлять уравнения реакций.
развивать навыки экспериментальной работы, умение сравнивать, обобщать, делать
выводы, учить самостоятельно составлять уравнения реакций.
Организационный момент.
Учитель приветствует учащихся.
II. Актуализация прежних знаний.
1. Какие классы кислородосодержащих органических веществ мы изучили?
На доске прикреплены таблички с формулами органических веществ
2. Под каким номером находится вещество, содержащее функциональную группу
альдегидов?
3. Под каким номером находится вещество, содержащее функциональную группу
карбоновых кислот?
4. Под каким номером находится вещество, содержащее функциональную группу
спиртов: а) одноатомных, б) многоатомных?
III. Основная часть урока
На доске записана тема урока. Учащиеся записывают ее в тетрадь.
Вопрос учителя
- О чем говорит наличие шести атомов кислорода? Какие функциональные группы
присутствуют у глюкозы? А каким реактивом можно сразу же определить альдегидные и
спиртовые группы?
Учитель проводит опыт, а затем рассуждает вместе с учащимися
Группа –COOH не входит в состав глюкозы, так как раствор глюкозы не окрашивает
индикатор, не образует соли (например, с карбонатом натрия). Глюкоза дает реакцию
«серебряного зеркала», следовательно в её составе есть группа -CHO. Глюкоза,
взаимодействуя с гидроксидом меди (II), образует комплексное соединение ярко-синего
цвета, значит в состав глюкозы входит несколько групп –OH. Вывод: глюкоза –
полуфункциональное соединение, содержащее группы –OH и –CHO.
Проблемный вопрос: Почему хлеб, если его долго жевать, приобретает сладкий вкус?
Почему при демонстрации эксперимента по сравнению свойств глюкозы и фруктозы :
глюкоза реагирует с гидроксидом меди (П), а фруктоза – нет?
Глюкоза сладкая на вкус. Какое ещё органическое вещество обладает таким вкусом? (
Глицерин.)
Учащиеся вспоминают, к какому классу он относится, предполагают наличие нескольких
групп –ОН в составе глюкозы и закрепляют это качественной реакцией на многоатомные
спирты.
Задание. Докажите, что в состав яблока входит глюкоза?
Перед выполнением работы учитель обучает учащихся правилам
безопасного поведения. Учащиеся самостоятельно проводят эксперимент
(добавляют к соку яблока свежеосажденный гидроксид меди(II) в
сильнощелочной среде, проводят реакцию серебряного зеркала)
Учитель: Строение глюкозы мы уже установили. Какие химические свойства можно
ещё предположить у глюкозы?
Учитель в форме лекции излагает блочно материал о глюкозе. Учащиеся
самостоятельно записывают уравнения реакции на доске и в тетради,
работают с учебником
IV. Формирование умений и навыков.
1. Размышление-загадка
Лаборант приготовила реактивы и вышла из кабинета. Здесь Трехатомный спирт, сойдя с
полочки, подошел к столу и забрал свой реактив. Увидев это, Глюкоза возмутилась: “Что
вы делаете, зачем берете чужое, это же мой распознаватель!”
“Позвольте, позвольте, вмешаться в ваш спор”– промолвил Формальдегид, – “Это же мое
вещество”.
Вопросы:

Кто был из них прав?

О каком веществе они спорили?

Как разрешить этот спор?
Задания:
1. Напишите формулы всех веществ, участвующих в споре.
2. Запишите уравнения возможных реакций.
Учащиеся пишут свои предположения в тетрадях. Учитель выслушает
мнение учащихся показывает правильный результат, (на обратной
стороне доске эти реакции записаны заранее ).
Пока учащиеся в парах сверяют правильность написанных реакций,
учитель предлагает на доске выполнить цепочку превращений,
проверяет тетради, по желанию выставляет оценки ).
V. Рефлексия.
Подведение итогов урока.
Д/З § 45, упр. 4,5,стр.181