Курсовая работа (т): Формирование основ исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии

На уроке-исследовании, исходя из характера учебной деятельности ученика при выполнении заданий, преподавателем используются следующие виды самостоятельной работы учащихся на уроке.

) Учебные задания, опосредующие учебную информацию. В таких заданиях необходимая информация даётся непосредственно или указывается источник, из которого можно получить необходимую информацию. Эти задания предназначены для первоначального восприятия учебного материала.

Так, на уроке в 8 классе по теме «Экологические проблемы загрязнения воздуха» ученики в группах или парах изучают текст с информацией по данной теме и выполняют задание: «Изучите экологическую проблему. Заполните таблицу».

Каждая группа из текста параграфа выбирает информацию по своей теме, а затем выступает с сообщением перед классом. Какая-то из проблем может быть вынесена на домашнюю работу с указанием литературы или Интернет-сайта, где о ней говорится.

) Учебные задания, направляющие работу ученика с учебным материалом. Такие задания ориентируют ученика на осмысление и систематизацию учебного материала, а также на самоконтроль, наводят на сравнение, выводы, обобщения.

На уроке в 9 классе по теме «Общая характеристика металлов» ученики выполняют следующее задание: «Изучите текст §5, 6 учебника О.С. Габриеляна «Химия - 9», заполните таблицу по сравнению металлов и неметаллов».

Ученики могут работать индивидуально, в парах или группах в зависимости от особенностей класса.

) Учебные задания, требующие от ученика творческой деятельности. Такие задания направляют учеников к решению проблем, к самостоятельному сбору материала, к составлению заданий, написанию сочинений и т.д. К ним можно отнести творческие задания по написанию рефератов, составлению кроссвордов, ребусов, создание электронных презентаций по определенным темам. Предварительно учащиеся консультируются по правилам выполнения данной работы, знакомятся с образцами, выполненными другими учениками.

Например, на уроке в 10 классе по теме «Природные источники углеводородов» ученики представляют результаты своих исследований о влиянии нефти на живые организмы. Положительным моментом данного задания является реализация межпредметных связей с биологией [15].

Также в ГБОУ "Лицей-Интернат № 61" организация исследовательской деятельности школьников является составной частью учебного процесса. Учитель химии Сундукова Л.А выделяет четыре уровня сформированности исследовательских умений учащихся.

Первый уровень характеризуется тем, что учащиеся выполняют единичные операции исследования, используют единичные элементы знаний конкретной темы для построения суждения. Умения этого уровня проявляются при использовании поисковой деятельности учащихся на уроках изучения нового материала. Например, на уроке по теме «Соли угольной кислоты» учащимся получают следующее задание: распознайте соли угольной кислоты среди других солей (можно предложить следующие соли: Na2СО3, Na2SО4, NаС1, NaNО3).

На втором уровне учащиеся выполняют единичные операции исследования, проводят аналогичные исследования, на основе знаний конкретной темы. Умения этого уровня формируются при выполнении практических заданий по инструкции. Например:

Задание 1. Изучите влияние изменения концентраций реагирующих веществ на смещение равновесия реакции хлорида железа (III) с роданидом калия.

Задание 2. Изучите влияние температуры на смещение равновесия реакции гидролиза ацетата натрия.

Третий уровень характеризуется тем, что учащиеся могут логически связывать отдельные элементы исследовательской деятельности, под руководством учителя могут построить гипотезу и исследовать свойства вещества, рассматриваемого впервые. Умения этого уровня формируются при решении экспериментальных задач и выполнении практических заданий, которые предлагаются в качестве домашней работы.

Пример домашнего практического задания на тему «Окисление аскорбиновой кислоты»: «Исследуйте, как происходит окисление аскорбиновой кислоты иодом, и рассчитайте массовую долю аскорбиновой кислоты в растворе, учитывая, что реакция протекает по следующему уравнению:+ С6Н8О6 → С6 Н6О6 + Н I

Четвертый уровень характеризуется комплексным использованием исследовательских умений. Учащиеся могут не только правильно выполнять аналогичные исследования под руководством учителя, но и планировать работу для проверки самостоятельно сформулированной гипотезы. Они могут находить рациональный путь исследования проблемы, которой требует актуализации знаний из различных курсов химии. Умения этого уровня формируются при выполнении экспериментальных и контрольных работ.

Например, при изучении темы «Подгруппа кислорода» ученикам предлагается выполнить ряд экспериментальных задач.

Задача 1. Определите, в какой пробирке находится каждое из трех веществ, если известно, что в одной пробирке находится раствор кислоты (какой?), а в двух других - растворы солей натрия, причем каждый из них образует белый осадок при взаимодействии с раствором хлорида бария, а другой - с раствором нитрата серебра. Напишите уравнения реакций.

Задача 2. Используя имеющиеся реактив, предложите и практически осуществите 1-2 окислительно-восстановительные реакции напишите их уравнения и расставьте коэффициенты методом электронного баланса и др.

Для контрольной работы по темам «Кинетика химических реакций» и «Подгруппа кислорода» могут быть предложены такие задания, как:

Задание 1. Определите, в какой последовательности можно проводить опыты по распознаванию растворов карбоната, сульфита и сульфита калия. Подвергаются ли данные соли гидролизу? Напишите уравнения соответствующих реакций.

Задание 2. Объясните, почему жидкий бензин спокойно горит, а его пары в смеси с воздухом взрываются. Что позволяет использовать это свойство в работе двигателей внутреннего сгорания? и др.

Исследовательские практикумы являются обязательным компонентом обучения химии. Выполнение исследовательских практикумов и индивидуальных исследовательских работ по химии направлено на формирование информационно-коммуникативных компетенций, критичности мышления. При исследовании состава и качества различных товаров, например, моющих средств, продуктов питания, газированных напитков и других, учащиеся делают выводы о достоверности сведений, заявленных в рекламе, подтверждают или опровергают их.

Система домашних практических работ позволяет решать ряд задач, актуальных для современного обучения химии, например, таких как вовлечение учащихся в исследовательскую деятельность, использование межпредметных связей, формирование навыков научной химической речи и умения письменно оформлять отчеты о проделанной работе, применение реактивов бытовой химии, грамотное обращение с веществами в повседневной жизни. В процессе выполнения работ формируются самостоятельность, ответственность, аккуратность. Таким образом, данный вид деятельности стал еще одним инструментом в формировании исследовательских компетенций учащихся. При увеличении опыта проведения таких работ, Сундуковой Л.А. был разработан сборник «Домашняя химия» [33].

Кушнерёва О. О., учитель химии МСОШ №1 имени Ю.А.Гагарина (г. Гагарин, Смоленская обл.), при организации исследовательской деятельности обучающихся использует несколько моделей взаимодействия ученика и педагога.

Модель 1. Педагог знает путь поиска и предлагает пройти этот путь ученику, зная конечный результат этого пути.

Такая модель, по мнению Кушнерёвой О.О. удобна для использования на коротком отрезке времени: уроке или части урока. Она реализуется через комплекс уроков, построенных по технологии развивающего обучения с прохождением всех этапов исследования:

. Постановка учебной задачи.

. Создание проблемной ситуации (это может быть постановка проблемного эксперимента). Столкновение учащихся с противоречием: поставленную задачу нельзя решить ранее известными способами или для решения необходимо интегрировать полученные ранее сведения.

. Поиск способа решения проблемы. Фронтальное обсуждение вариантов и способов решения, выдвижение гипотез. Сбор и анализ данных (теоретических и экспериментальных).

. Решение проблемы. Проверка предложенных гипотез и принятие решения о верности каждой гипотезы.

. Формулирование обобщённых выводов.

. Применение обобщённых выводов к решению частных задач.

В этой модели деятельность учителя заключается в формулировании проблемы, подборе заданий, которые могут быть одинаковыми для всех или дифференцированными, и управлением деятельностью учащихся. Деятельность учащихся - самостоятельный поиск новых знаний. При организации на уроке учебного исследования ученик ставится в позицию учёного, что способствует усвоению не только самих знаний, но и методологии их получения. Качественно изменяется стиль деятельности учащихся, она становится проблемно-поисковой.

При этом происходит развитие следующих умений: находить и формулировать научную проблему; генерировать идеи; планировать эксперимент и его проведение; находить решение проблемы нестандартным способом; анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы; определять сферы и границы результатов исследования.

Практика показывает, что самостоятельно сделанное, пусть даже небольшое открытие, гораздо лучше запоминается учеником, повышает уровень его самооценки, вызывает положительный эмоциональный настрой.

Использование исследовательских заданий позволяет получать стабильно высокое качество знаний, прежде всего, за счёт их осознанности. Многолетней практикой доказано, что в ходе исследовательской деятельности приобретаются самые прочные знания.

Модель 2. Педагог знает путь поиска и исследования, прогнозирует конечный результат, предлагая ученику самостоятельно решить проблему или комплекс проблем.

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

К такой модели относится решение экспериментальных задач в курсе химии. Учащимся заранее даются задания, которые требуют предварительной домашней подготовки. Сначала ученик теоретически решает задачи и планирует свою деятельность на уроке, а затем проверяет гипотезы экспериментально. На последнем этапе ученик анализирует полученные результаты и делает самостоятельные выводы. При этом объём заданий не должен быть слишком большим, а оформление работы должно быть чётким и лаконичным, не требующим больших затрат времени.

В этом случае в течение урока ученик предоставляет продукт своей экспериментальной деятельности, краткое описание работы и логические выводы, сделанные в ходе работы. При решении экспериментальных задач происходит самообразование учащихся, актуализация необходимых знаний, построение плана деятельности, анализ деятельности и результатов, рефлексия. Поскольку число практических работ ограничено рамками программы, усилить экспериментальную составляющую предмета можно через элективные курсы.

Кушнерёва О.О. в рамках элективного курса «Химия и экология» предлагает учащимся выполнить практические работы «Анализ воды» и «Анализ почвы». Эти работы интересны тем, что пробы почвы можно приносить с пришкольного или приусадебного участка, а пробы воды отбираем из местного водоёма - реки Гжать. Таким образом, ребята приобщаются к мониторинговой деятельности. Полученные результаты сравниваются с результатами прошлых лет и делаются выводы о произошедших изменениях.

Практическая работа «Культура водопотребления» - это домашнее задание в форме анкеты, в которой предлагаются вопросы о потреблении воды в семье ученика. После выполнения такой работы учащиеся начинают экономнее относиться к расходу воды в собственном доме. Ещё одна работа - «Анализ пищевых продуктов» вызывает интерес учащихся тем, что они сами обнаруживают важнейшие органические вещества в составе продуктов питания.

Эта модель подходит и для осуществления творческой деятельности учащихся. Навыки творческой деятельности готовят учащихся к условиям динамично меняющейся обстановки в обществе и к столкновению с неизвестными проблемами в будущем.

К основным видам творческой деятельности школьников относят следующие виды работ: информационно-реферативные; проблемно-реферативные; экспериментальные; натуралистические и описательные; исследовательские.

Перечисленные виды творческой деятельности школьников имеют общие элементы. Это, прежде всего, компиляция литературных данных. В случае реферативных работ компиляция является основным содержанием работы, в случае трёх последних выступает в качестве литературного обзора. При этом происходит развитие умений и навыков работы с книгой и другими источниками информации, а также умений и навыков, связанных с культурой устной и письменной речи.

Наиболее ценным видом творческой деятельности является исследовательская работа, проведённая учеником самостоятельно. Этот вид исследования встречается в школе достаточно редко. Причина этого субъективна. Немногие дети имеют способности, а главное желание и время заниматься творческим исследованием. Задача учителя - выделить школьников, которые проявляют интерес к предмету, подходят к учителю после урока, чтобы задать интересующие их вопросы, читают дополнительную литературу. Таких учащихся имеет смысл приобщать к исследовательской деятельности. Учитель в этом случае выступает в роли консультанта, помогает выбрать объект исследования, рекомендует литературу и методику исследования, даёт практические рекомендации. Примерами творческих исследовательских работ, консультантом которых выступала Кушнерёва О.О., являются: «Комплексное исследование дворцово-паркового ансамбля князя Голицина в селе Самуйлово Гагаринского района», «Гормоны щитовидной железы», «Пищевые добавки», «Ферменты», «Витамины» и др. [15].

Исследовательская работа активизирует деятельность учащихся, делает восприятие учебного материала более активным, целостным, эмоциональным и творческим. Исследовательская деятельность вносит разнообразие в учебную работу, снимает утомление, развивает внимание, сообразительность, самостоятельность, повышает интерес к предмету.

Опыт показывает, что целенаправленная и систематическая работа по формированию исследовательских умений учащихся способствует: усилению мотивации учебной деятельности; изменению качества учебного процесса в связи с использованием технологий научно-исследовательской деятельности (содружества); повышению интереса учащихся к химии; развитие самостоятельности в деятельности по приобретению знаний; интеллектуальному росту обучающихся.