Химический эксперимент как основа формирования у обучающихся познавательных универсальных учебных действий

Рогозинникова Ж.Н., МАОУ «СОШ №57, г. Новоуральск

Для меня, как и для многих других учителей сегодня актуален вопрос: «Как эффективно учить школьников?» Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования [7], по которому в ближайшем будущем предстоит работать основной школе, переносит акцент в обучении на овладение системой универсальных учебных действий с изучаемым учебным материалом. Развивающемуся обществу нужны образованные, нравственные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать решения в ситуации выбора, способные к сотрудничеству, умеющие оперативно работать с постоянно обновляющейся информацией. Для ребёнка гораздо легче изучать и усваивать новое, действуя подобно учёному, чем получать готовые знания. Детская потребность в исследовательском поиске обусловлена биологически, ребёнок рождается исследователем. Следовательно, только в тесном взаимодействии эксперимента и теории в учебно-воспитательном процессе можно достигнуть высокого качества знаний учащихся по химии.

Федеральный государственный образовательный стандарт достаточно четко обозначил приоритеты к результатам образования, которые выражены в формировании у обучающихся целостной системы универсальных учебных действий [2,8,9]. Среди них особое место занимает группа познавательных, – которые предполагают умение обучающихся работать с информацией, планирование собственной деятельности, осуществлять логические действия, действия постановки и решения проблем.

Пути реализации указанного направления представлены в планируемых результатах Примерной программы по химии для основной школы [3].

Например, личностные результаты по формированию познавательных универсальных учебных действий включают в себя: мотивацию учения и умения управлять своей когнитивной деятельностью.

Предметными результатами Примерной программы по химии, указывающие на становление и развитие познавательных УУД, являются:

• наблюдать демонстрируемые и самостоятельно проводимые опыты, химические реакции, протекающие в природе и в быту;
• описывать демонстрируемые и самостоятельно проведенные эксперименты, используя для этого естественный (русский, родной) язык и язык химии;
• делать выводы и умозаключения из наблюдений, изученных химических закономерностей, прогнозировать свойства химических веществ по аналогии со свойствами изученных.

И наконец, метапредметные результаты определяют сформированность познавательных универсальных учебных действий, если обучающиеся владеют естественнонаучными способами деятельности (наблюдение, измерение, эксперимент, учебное исследование) применяют основные методы познания (системно-информационный анализ, моделирование) для изучения различных сторон окружающей действительности.

Стоит отметить важное условие, зафиксированное в Примерной программе по химии для основной школы, при помощи которого могут быть сформированы познавательные универсальные учебные действия «…включение обучаемых в проектную и исследовательскую деятельность, основу которой составляют такие учебные действия, как умение видеть проблемы, ставить вопросы, классифицировать, наблюдать и проводить эксперимент, делая выводы и умозаключения, объяснять, доказывать, защищать свои идеи, давать определения понятиям».

Таким образом, содержание Примерной программы указывает, на ведущую роль метода эксперимента на уроках химии в формировании и развитии у обучающихся познавательных универсальных учебных действий.

В учебно-методической литературе [1] под химическим экспериментом (опыт) понимают такой метод исследования, который позволяет приобретать знания в процессе самостоятельного практического действия.

Существует несколько различных подходов к классификации учебных экспериментов [7]. Однако в собственной практической деятельности в зависимости от учебно-дидактических задач по формированию у обучаемых познавательных универсальных учебных действий на уроках химии использую следующие виды экспериментов:

– опыты, являющиеся отправным источником познания свойств веществ, условий и механизма протекания химических реакций. Выполнение таких опытов связано с постановкой и решением вопросов проблемного характера, а выводы из наблюдений выступают как обобщения, правила, определения, закономерности и т.д.;

– опыты, познавательное значение которых состоит в подтверждении или отрицании высказанной гипотезы. Обобщенные выводы из таких опытов помогают решать фундаментальные вопросы о школьном курсе химии, например, вопрос о генетической связи между классами химических соединений и т.п.

– опыты, иллюстрирующие выводы и заключения, сделанные на основе изучения теоретических положений;

– опыты, совершенствующие выводы и закрепляющие знания учащихся о свойствах веществ и их превращениях;

– опыты, познавательное значение которых на данной ступени имеет косвенный характер (примеры химических превращений без раскрытия сущности процессов);

– контрольно-проверочные опыты и экспериментальные задачи, дидактическое значение для учащихся выражается в элементах самоконтроля.

Вместе с тем, вышеперечисленные учебные эксперименты (опыты) могут быть разделены на реальные и мысленные [4].

Примером использования мысленного эксперимента служит познавательная деятельность учащихся 8 класса в рамках темы «Моделирование Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. Знаки химических элементов» [5], предложенного в качестве домашнего задания, описание которого представлено ниже:

1. Вид эксперимента – мысленный.
2. Место эксперимента в учебном процессе: осуществляется для иллюстрации Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева и закрепления знаний химической символики.
3. Содержание учебного материала, составной частью которого является данный эксперимент – формирование знаний о структуре Периодической системы, периодах, рядах, группах элементов, их символах, названиях, произношении, порядковых номерах, относительных атомных массах.
4. Дидактическая цель эксперимента – показать, что в основе создания Периодического закона, автором которого является Д.И. Менделеев, лежит относительная атомная масса. Наглядным изображением Периодического закона является Периодическая система химических элементов.
5. Оборудование и принадлежности: набор карточек, 28 штук, размером 10х10 см, красный и черный карандаши;
6. Ход осуществления эксперимента (основные этапы):
   • На лицевой стороне карточки указать знак (символ) элемента: черным цветом – металлы- Na, Mg, Al, K, Ca, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Ag, Sn, Sb, Ba, Au, Hg, Pb; красным цветом – элементы-неметаллы: H, C, O, N, F, Si, P, S, Cl, Br, I.
   • На обратной стороне карточки указать «домашний адрес» элемента, а именно: порядковый номер; номер периода – с указанием большой он или малый; номер ряда – с указанием четный или нечетный; номер группы, подгруппу назвать – главная (А) или побочная (В); относительную атомную массу (сокращенную) определить.
   • Расположить карточки с символами последовательно, в порядке увеличения их относительной атомной массы.
7. Наглядное представление результатов: полученные горизонтальные ряды – это периоды, а вертикальные столбики – это группы элементов.
8. Вывод: за основу создания Периодического закона, наглядным изображением которого является Периодическая система, Д.И. Менделеев взял относительные атомные массы.

В ходе выполнения данного задания могут быть сформированы следующие познавательные компетенции:

• экспериментальные (использование различных методов количественных измерений, выполнение химических операций, правильное обращение с реактивами и оборудованием, составление плана эксперимента, зарисовка схем, приборов, запись уравнений реакций, письменное оформление результатов с привлечением справочной и научной литературы);
• коммуникативные (комментирование опыта, обсуждение результатов эксперимента, планирование эксперимента и теоретическое его обоснование, применение критериев контроля и самоконтроля, самостоятельное определение очередности всех операций);
• интеллектуальные (определение целей и задач эксперимента, наблюдение и установление характерных признаков явлений и процессов, проведение синтеза, анализа, установление причинно — следственных связей, формулирование выводов);
• контрольно-оценочные (осуществление самоконтроля по ходу эксперимента, применение различных видов контроля деятельности товарищей).

Вышеперечисленные компетенции составляют основу образовательного потенциала учебного эксперимента в формировании познавательных универсальных учебных действий, способствуя, во-первых, усвоению учащимися основ химии, постановки и решению практических задач, во-вторых, формированию мировоззрения школьников, а также их ориентации на осознанный выбор дальнейшей профессиональной деятельности и, в-третьих, совершенствование общенаучных и практических умений и навыков.

Литература

1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя химии 8-11 класс: учеб. пособие / О.С. Габриелян. М.: Дрофа, 2004. – 298с.
2. Журин А.А., Заграничная Н.А. Химия. Метапредметные результаты обучения.8-11 классы – М.: Вако, 2014. – 38с.
3. Примерные программы по учебным предметам. Химия. 8-9 классы. – М.: Просвещение, 2011. – 44с.
4. Стивен У.М. «Занимательная химия». М.: АСТ: Астрель, 2007. – 96с.
5. Тезисы урока химии «Путешествие в мир кислот» / Рогозинникова Ж.Н. // Сборник тезисов «Первое сентября». Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» 2011-2012 учебный год. Часть М.: «Первое сентября», «Чистые пруды», 2012. – 375с.
6. Троегубова Н.П. Поурочные разработки по химии к учебникам О.С.Габриеляна, Г.Е.Рудзитиса, 8-11 классы / О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова – М.: «ВАКО», 2013, с.143, с.210, с.252,с.390, с.400
7. Федеральный государственный образовательный стандарт. / Мин-во образования и науки РФ. – М.: Просвещение, 2016. – 48 с.
8. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли: система заданий. Пособие для учителя / под ред. А.Г. Асмолова. – М.: Просвещение, 2010. – 159 с.
9. Фундаментальное ядро содержания общего образования / под ред. В.В. Козлова, А.М. Кондакова. – М.: Просвещение, 2009. – 59 с.