Проблемное обучение на уроках химии и биологии

МКОУ «Новодолоновская СОШ»

Проблемное обучение на уроках биологии и химии

Тимонина О.В

учитель биологии и химии

Содержание

1.Цели проблемного обучения

2.Формы проблемного обучения и способы его организации

3.Структура проблемной ситуации

4.Сравнительная характеристика проблемного и традиционного обучения

5.Проблемное обучение на уроках химии

6.Проблемное обучение на уроках биологии

Цели проблемного обучения

Цель проблемного обучения: развитие интеллекта и творческих способностей учеников; формирование прочных знаний; повышение мотивации через эмоциональную окраску урока; воспитание активной личности.

Проблемное обучение - это обучение, при котором учитель, создавая проблемные ситуации и организуя деятельность учеников по решению учебных проблем, обеспечивает оптимальное сочетание их самостоятельной поисковой деятельности с усвоением готовых выводов науки.

Проблемное обучение, в отличие от любого другого, способствует не только приобретению учениками необходимой системы знаний, умений и навыков, но и достижению высокого уровня их умственного развития, формированию у них способности к самообучению, самообразованию. Обе эти задачи могут быть реализованы с большим успехом именно в процессе проблемного обучения, поскольку усвоение учебного материала происходит в ходе активной поисковой деятельности учеников, в процессе решения ими системы проблемно-познавательных задач. Можноотметить еще одну из важных целей проблемного обучения: формирование особого стиля умственной деятельности, исследовательской активности и самостоятельности учеников

Формы проблемного обучения и способы его организации

В педагогике различают три основные формы проблемного обучения:

• проблемное изложение учебного материала в монологическом режиме лекции либо диалогическом режиме семинара;

• частично-поисковая деятельность при выполнении эксперимента, на лабораторных работах;

• самостоятельная исследовательская деятельность. Проблемный семинар можно провести в форме теоретической игры, когда небольшие рабочие группы, организованные на базе студенческой группы, доказывают друг другу преимущества своей концепции, своего метода. Решение серии проблемных задач может быть вынесено на практическое занятие, посвященное проверке или оценке определенной теоретической модели или методики, степени их пригодности в данных условиях.

Наиболее оптимальной является следующая структура проблемного задания:

• Создание проблемной ситуации:

Постановка педагогом проблемных ситуаций ставит своей целью активизацию усилий учащихся по разрешению соответствующего противоречия.

Создание разных вариантов практических обстоятельств помогут создать проблемные ситуации на уроке. Выделяют три основных способа их создания:

• приём ключевых слов;

• приём загадки-интерпретации;

• выполнимое/невыполнимое действие.

Приём ключевых слов основан на рефлексии ученикамитого, что им уже известно, и стимулировании постановки вопросов о том, что им ещё неизвестно. Для рефлексии известного и вычленения неизвестного применяется лобовой приём: учитель сначала спрашивает детей о том, что они знают по тому или иному вопросу, а затем спрашивает их о том, что им ещё неизвестно. Такая постановка задания не вызывает каких-либо серьёзных трудностей. Трудность заключается в том, что вопросы детей о том, что им неизвестно могут быть весьма многочисленными и среди них может и не быть того вопроса, который подлежит изучению. Использование ключевых слов позволяет избежать этой трудности.

Следующий этап - этап поиска неизвестного. Учитель предлагает ребятам воспользоваться специальными ключами, которые подведут их к решению главной проблемы. Этими ключами являются вопросы, которые основаны на словах, с помощью которых можно решить поставленную задачу. Задача учителя на данном этапе - научить пользоваться ключевыми словами для постановки исследовательских вопросов

Далее учитель может предложить сгруппировать вопросы, сходные по смыслу.Обсудив с детьми, в какой форме лучше всего провести исследование, и сформулировав задачу такого исследования, можно переходить к следующему этапу урока - исследованию в малых группах.

Приём ключей обеспечивает возникновение вопроса, что составляет обязательное условие проведения индуктивного исследования.

Широко используется другой способ создания мотивации - приём загадки. Он основан на использовании такого стимульного материала, который характеризуется той или иной степенью неопределенности, что позволяет создать проблемную ситуацию. Таким стимульным материалом может быть всё, что угодно: реальные объекты, рисунок, схема, модель, демонстрация и т.п.

Третий способ создания мотивации на уроке - выполнимое/невыполнимое действие. Характерной особенностью данного способа является то, что детям предлагается выполнить такое задание, которое субъективно кажется выполнимым. Но в процессе его выполнения зарождается сомнение или обнаруживается невозможность его осуществления. Проблемная ситуация в этом случае создаётся с помощью какого-то задания с «ловушкой». Преимуществом данного приёма является то, что обеспечивает возникновение очень сильной потребности в познании чего-либо, что необходимо узнать детям.

Структура проблемной ситуации

В качестве проблемной ситуации на уроке могут быть:

- проблемные задачи с недостающими, избыточными, противоречивыми данными, с заведомо допущенными ошибками;

- поиск истины (способа, приема, правила решения);

- различные точки зрения на один и тот же вопрос;

- противоречия практической деятельности.

Пути, которыми учитель может привести учеников к проблемной ситуации:

- побуждающий диалог - это "экскаватор", который выкапывает проблему, вопрос, трудность, т.е. помогает формулировать учебную задачу

- подводящий диалог: логически выстроенная цепочка заданий и вопросов - "локомотив", движущийся к новому знанию, способу действия;

- применение мотивирующих приёмов: "яркое пятно" - сообщение интригующего материала (исторических фактов, легенд и т.п.), демонстрация непонятных явлений (эксперимент, наглядность), "актуализация" - обнаружение смысла, значимости проблемы для учащихся.

Основными условиями использования проблемных ситуаций являются:

Со стороны учеников :

- новая тема ("открытие" новых знаний);

- умение учащихся использовать ранее усвоенные знания и переносить их в новую ситуацию;

- умение определить область "незнания" в новой задаче;

- активная поисковая деятельность.

Со стороны учителя:

- умение планировать, создавать на уроке проблемные ситуации и управлять этим процессом;

- формулировать возникшую проблемную ситуацию путем указания ученикам на причины невыполнения поставленного практического учебного задания или невозможности объяснить им те или иные продемонстрированные факты.

Сравнительная характеристика проблемного и традиционного обучения

Главным отличием двух видов обучения следует считать целеполагание и принцип организации педагогического процесса

Таблица . Сравнительная характеристика традиционного и проблемного видов обучения

Традиционное обучение

Проблемное обучение

1. Материал дается в готовом виде, учитель обращает внимание, прежде всего, на программу

1. Новую информацию учащиеся получают в ходе решения теоретических и практических задач

2. В устной подаче или через учебник возникают проблемы, преграды и трудности, вызванные временным выключением учащегося из дидактического процесса

2. В ходе решения проблемы учащийся преодолевает все трудности, его активность и самостоятельность достигают здесь высокого уровня

3. Темп подачи информации ориентирован на более сильных, или средних, или слабых учащихся

3. Темп передачи сведений зависит от учащегося или группы учащихся

4. Контроль школьных достижений только частично связан с процессом обучения, он не является его органической частью

4. Повышенная активность учащихся способствует развитию позитивных мотивов и уменьшает необходимость формальной проверки результатов

5. Отсутствует возможность обеспечения всем учащимся стопроцентных результатов; наибольшую трудность представляет применение информации на практике

5. Результаты преподавания относительно высокие и устойчивые. Учащиеся легче применяют полученные знания в новых ситуациях и одновременно развивают свои умения и творческие способности

Проблемное обучение на уроках химии

Химический эксперимент как проблемная задача в учебном процессе

Xимический эксперимент придает особую специфику предмету химии. Он является важнейшим способом осуществления связи теории с практикой путем превращения знаний в

В процессе обучения химический эксперимент выполняет различные функции:

- Эвристическая функция химического эксперимента проявляется в установлении новыха) фактов; б) понятий и в) закономерностей.

а) В качестве примера можно привести реакцию взаимодействия газообразного водорода с оксидом меди(II). Наблюдая данную демонстрацию, ученики устанавливают, что водород при определенных условиях может реагировать с оксидами металлов, восстанавливая металл до простого вещества.

- Корректирующая функция химического эксперимента проявляется в преодолении трудностей освоения теоретического материала и исправлении ошибок у. Очень часто ученики считают, что при взаимодействии растворов хлороводорода и серной кислоты с медью выделяется водород. Для исправления таких ошибок полезно продемонстрировать следующий опыт. В пробирки с соляной кислотой и раствором серной кислоты прибавляют кусочки меди. Ученики наблюдают, что при обычных условиях и при нагревании водород не выделяется.

- Обобщающая функция химического эксперимента позволяет выработать предпосылки для построения различных типов эмпирических обобщений. С помощью серии опытов можно сделать обобщенный вывод, например, о принадлежности различных классов веществ к электролитам.

- Исследовательская функция химического эксперимента наиболее ярко проявляется в проблемном обучении.

Исследовательская функция связана с развитием практических умений и навыков по анализу и синтезу веществ, поиску знаний о свойствах веществ и исследованию их простейших признаков, конструированию приборов и установок, т.е. освоению простейших методов научно-исследовательской работы. В соответствии с этой функцией учебный химический эксперимент как бы соединяет применение основных приемов научного метода с выполнением учащимися учебно-исследовательских заданий.

Выполнять эксперимент возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Теоретическое обоснование опыта способствует его восприятию (которое становится более целенаправленным и активным) и осмыслению его сущности. Проведение эксперимента обычно связано с выдвижением гипотезы

. Проблемное обучение на уроках биологии через решение задач.

Что такое задача? Это возникшая в естественных условиях или искусственно сформированная ситуация, в которой требуется получить определенный полезный результат.

Чем отличается контрольный вопрос от задачи?

Часто вопрос требует простого воспроизведения какой-то порции известной информации: откройте учебник, прочитайте соответствующий раздел, запомните - ответ готов.

В задаче необходимо:

- уметь сопоставлять знания таким образом, чтобы прийти к правильному выводу;
- знание терминов - четко, какой они несут смысл;
- правильное решение задачи - это и есть полезный результат.

Но самое главное - это не просто правильно решить задачу, а понять путь к решению.
Задача - это тренажер мыслительной деятельности.
Самостоятельное решение задачи - это маленькое открытие для каждого учащегося, это чувство удовлетворенности, положительные эмоции, не утомительная нагрузка, а интересная работа.
Ученик начинает верить в себя - он может больше, чем сам думает о себе.

Таким образом, через задачи можно определить, умеет ли учащийся использовать свои знания и насколько успешно он это делает. Опираясь на них, решать многочисленные задачи, которые ставит перед нами жизнь.

В 5-6 кл. по теме "Транспорт веществ в растении" учащиеся впервые должны усвоить такие понятия как диффузия, осмос, концентрация веществ, транспирация, корневое давление и прочие. Для этого им необходимо знать особенности строения молекулы воды как диполя, что разноименно заряженные частицы притягиваются, как происходит испарение, и они движутся, как вещества растворяются и что такое концентрация веществ. Здесь требуются знания из физики, химии, чтобы суметь представить как молекулы воды "карабкаются" по тоненьким трубочкам - сосудам корней, стеблей, листьев, проникают в каждую клеточку.

В 6-7 классах в разделе "Животные" по теме "Тип Простейшие" необходимо решить вопрос взаимосвязи функции и строения органа (организма) и средой обитания. Этому способствует решение следующих задач:

1. Почему у морских простейших сократительные вакуоли очень редко сокращаются или отсутствуют вообще?

2. Какая опасность грозила бы пресноводным простейшим в случае отсутствия у них сократительных вакуолей?

В 7-8 классах по теме "Тип Членистоногие" необходимо отследить причинно-следственные связи: функция -> строение -> среда.

Задача.

1. Планария имеет сильно уплощенное тело толщиной 0,06 см.

2. Рак и беззубка имеют жабры.

3. У пауков и насекомых есть трахеи, благодаря чему воздух поступает прямо к тканям.

А. О каком физическом процессе, происходящем в живых организмах, можно судить по приведенным данным?
Б*. Какой должна быть дыхательная поверхность, для того, чтобы диффузия могла происходить?

Ответ:

А. Процесс, о котором идет речь - газообмен, который осуществляется у всех организмов путем диффузии.
Б*. Для того, чтобы могла происходить диффузия, дыхательная поверхность должна быть:

- проницаемой;
- достаточно тонкой, потому что диффузия эффективна на расстоянии не более 1 см;
- влажной;
- достаточно большой, чтобы обеспечить потребность организма в кислороде.

В воздухе в единице объема содержится во много раз больше О₂, чем в таком же объеме воды. В том случае, когда отношение поверхности к объему велико, организм получает достаточное для поддержания жизни количество О₂. [8]

7-8 класс. Тема: Тип Хордовые. Класс Млекопитающие.

Задача.

Самое маленькое млекопитающее - землеройка съедает за день пищу, превосходящую по массе в 2-4 раза ее собственную массу. А тигр, имеющий массу 250-300 кг, довольствуется 10-12 кг мяса в сутки. Объясните такое несоответствие.

Ответ:

Потеря тепла происходит всегда с поверхности. Запас тепла в теле пропорционален объему тела. При уменьшении размеров поверхность убывает медленнее, чем объем, поэтому малые организмы менее экономичны в сохранении тепла, чем крупные.

К этому ответу можно подвести учащихся через математические расчеты.

Строим три куба с ребром равным 1 см, 2 см, 3 см. Находим соотношение площади и объема.

9 класс. Тема: "Внутренняя среда организма. Кровь".

Через решение этой задачи лучше усваивается значение гомеостаза, что жизнедеятельность клеток организма зависит от нормального солевого состава крови.

Демонстрация опыта.

Заполним три пробирки раствором NaCl различной концентрации: 0,9%, 0,2%, 2% и добавим туда небольшое, но одинаковое количество крови. Наблюдая за цветом жидкости в пробирках, спустя 10-15 минут можно заметить, что в растворах NaCl различной концентрации эритроциты ведут себя по-разному. Они не изменяются, где концентрация 0,9%. Эритроциты осядут на дно пробирки, и жидкость останется прозрачной. В пробирке с более низким (0,2%), чем в плазме, содержание NaCl эритроциты набухнут, их оболочка разрывается. Гемоглобин выходит наружу и окрашивает жидкость в пробирке в розовый цвет.

В пробирке с более высоким содержанием NaCl (2%) эритроциты сморщиваются, оседают на дно, т.к. вода из них выходит наружу. Ученики должны объяснить на основе знаний осмоса, осмотического давления, увиденное.

10-11 класс. Тема: "Основы экологии".

Без навыков математического расчета и знаний биологии животных, некоторые задачи решить нельзя.

Например:

Задача 1. На основании правила экологической пирамиды, определите, сколько нужно планктона, чтобы в море вырос один дельфин массой в 300 кг.

Задача 2. Самки различных животных в течение всей жизни производят разное количество оплодотворенных яиц: мышь - 50,акула -20, слон - 5, треска - 9 • 10⁶, устрица - 100 • 10⁶.Сколько оплодотворенных яиц от одной самки в среднем должно выжить, чтобы численность популяции каждого из названных видов не уменьшилось?

Ответы:

№ 1. 300 т (300 т планктона ->30 т нехищной рыбы -> 3 т хищной рыбы -> 0,3 т дельфина).

№ 2. От каждой самки в среднем должно выжить 2 яйца

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании вышеизложенного материала, можно сделать следующие выводы.

Главным образом проблемное обучение призвано для реализации трёх основных целей:

Первая цель - сформировать у учеников необходимую систему знаний, умений и навыков.

Вторая цель - достигнуть высокого уровня развития школьников, развития способности к самообучению, самообразованию.

Третья цель - сформировать особый стиль умственной деятельности, исследовательскую активность и самостоятельность учеников.