Обучение элементам сравнения на уроках химии

Новые программы и учебники ориентируют нас на достижение органического единства обучения и развития учащихся. Задача учителя – не только вооружить школьников знаниями и практическими умениями, но и мыслительными операциями.

Одной из важнейших умственных операций, с помощью которых приобретаются знания, является сравнение. В логическом плане сравнение представляется как основа обобщения – с одной стороны, и как единство таких логических операций, как анализ и синтез, с другой. Но чтобы сформировать сравнение у учащихся как прием их умственной деятельности, необходимо использовать сравнение как прием обучения (дидактический прием). Использование сравнения как дидактического приема является непременным условием формирования у школьников аналитико-синтетической деятельности.

Использование сравнения в процессе обучения рассматривалось К.Д.Ушинским, И.Г.Песталоцци, Я.А.Коменским. Российские ученые углубили и конкретизировали понимание роли сравнения и возможности его применения. “Важным дидактическим приемом формирования понятий, - отмечает Г.И.Щукина, - являются сравнения, помогающие глубже понять сходство и различие между предметами и явлениями”. По мнению Л.В.Занкова, сравнение более точно и верно определяет своеобразные черты объекта.

Сравнение, как и каждый прием, формируется поэтапно. Если рассматривать этапы как последовательные, взаимосвязанные действия, то прием сравнения можно определить следующим образом: сравнение – это учебная работа и прием мышления, в процессе осуществления которых умственная деятельность учащихся направлена на:

• выявление признаков, по которым можно сопоставлять явления, вещества или другие заданные объекты;
• установление сходства или различия между ними;
• обобщение результатов сравнения в виде вывода.

Формирование приема сравнения и простейших видов обобщения я начинаю на одном из первых уроков в 8 классе при изучении физических свойств веществ. Специально выделяю время на уроке для ознакомления учащихся с приемом сравнения, кратко определив его следующим образом: сравнение – это установление сходства или различия между веществами, явлениями или другими заданными объектами. Здесь я рассказываю о значении приема и его видах:

а) при неполном сравнении по признакам сходства или по признакам различия;
б) при полном сравнении с выявлением, как признаков сходства, так и признаков различия.

Знание приема лучше усваивается учащимися, если они пользуются планом действия, который я предлагаю оформить им в виде таблицы:

Для сокращения времени на изображение таблицы в тетрадях при ее неоднократном использовании учащимися предлагаю оформить ее следующим образом:

Сравнение веществ (явлений)

В зависимости от задания вывод учащиеся делают на основе неполного или полного сравнения или наиболее существенных признаков, по которым сопоставляются и противопоставляются изучаемые объекты.

Использование, особенно на первых занятиях, данного плана, в котором отражены все этапы формирования приема сравнения, способствует быстрому запоминанию учащимися необходимого порядка действий.

На этом же уроке сначала с моей помощью, а потом самостоятельно учащиеся выполняют задания, сравнивая свойства хорошо известных им веществ (соли и сахара, мела и угля, воды и подсолнечного масла, железа и серы, меди и алюминия и т.д.), и отвечают по предложенному плану устно или письменно. В необходимых случаях использую средства наглядности и ТСО.

Однако, знание приема еще не есть умение. Умение, по моему мнению, может быть сформированным лишь тогда, когда на последующих занятиях учащиеся легко и с достаточной самостоятельностью, учитывая все этапы действия, могут применять знания и выполнять аналогичные и более сложные задания. В 8 классах в качестве таких заданий я предлагаю сравнение простых и сложных веществ, чистых веществ и смесей, типов химических реакций и т.п., например, водорода и кислорода, озона и кислорода, серы и железа, смеси серы с железом, реакции соединения и разложения и др.

Развитие умения требует более длительного времени, чем формирование его, и осуществляется в основном с помощью заданий нарастающей трудности, в условии которых предусмотрен более глубокий и широкий перенос знаний, а также большая самостоятельность действий в установлении различных видов взаимосвязей в учебном материале. Усложнение заданий с использованием приема сравнения я осуществляю в нескольких направлениях, которые в общем виде выглядят так:

Варианты усложнения на различных этапах
формирования приема сравнения

Я приведу примеры некоторых заданий, приняв для них следующую нумерацию: I-1; I-2; I-3; II-1; II-2; II-3; III-1 и т.д. Римская цифра в данном обозначении соответствует определенному этапу формирования приема, а арабская цифра указывает степень трудности задания, уровень задания и уровень выполняемого при решении задания действия, или, иначе, меньший по значению арабской цифрой обозначен более легкий вариант задания, больший по значению цифрой – задание повышенной трудности. Таким образом, по номеру я легко могу определить степень трудности задания и произвести отбор нужных для работы задач, например:

I-1. Сравните (устно) свойства: а) серы и углы; б) меди и цинка; в) кислорода и углекислого газа. Запишите ответ о сравнении одной пары веществ в таблицу. При выполнении задания учтите, где требуется указать следующие признаки сравнения: агрегатное состояние, кристаллическую или аморфную структуру вещества, плотность, цвет, блеск, прозрачность, запах, растворимость, вкус, температуру плавления или кипения, плотность, тепло- или электропроводность.

I-2. В сосудах без этикеток даны: а) порошок серы и железа; б) сахарная пудра и крахмал; в) поваренная соль и нафталин; г) алюминий (расплавленный) и ртуть. По каким характерным признакам можно различить эти вещества?

I-3. В сахарную пудру попала угольная пыль. Перечислите все операции, которые вы должны были бы последовательно выполнять, чтобы очистить сахар.

II-1. Укажите несколько сходных физических свойств алюминия и меди, благодаря которым эти металлы находят одинаковое применение.

II-2. Прочитайте по учебнику химии материал “Химические элементы”. Сравните свойства металлов и неметаллов. Для этого сначала сопоставьте между собой свойства трех выбранных вами металлов, затем – свойства трех неметаллов (устно); после чего осуществите противопоставление свойств данных групп металлов и неметаллов по наиболее характерным признакам (II-III). Ответ и сделанные вами выводы запишите в таблицу.

При выполнении вышеперечисленных заданий я предлагаю учащимся заполнить следующую таблицу:

Сравнение физических свойств и металлов и неметаллов

III-1. Перечислите признаки: а) сходства; б) отличия реакций соединения и замещения, учитывая количество взятых и полученных веществ, а также являются ли эти вещества простыми или сложными. Сравните реакции разложения и замещения.

III-2. В бесцветный раствор сулемы опустили медную пластинку. Допишите уравнение соответствующей реакции HgCl₂ + Cu > ? если известно, что при этом получаются новые простые и сложные вещества. Какие признаки реакции можно предположить в данном случае?

III-3. Сравните реакции разложения и замещения. Отметьте, в чем некоторое сходство между ними. Какие признаки указывают на существенное отличие данных реакций?

Некоторые из приведенных выше заданий применяю на различных этапах обучения приему. В этом случае и нумерацию заданий делаю тройную и более сложную. Каждый этап формирования сравнения у учащихся, особенно это наблюдается в 8-х классах, имеет свои трудности.

I этап – формирование умения различать признаки, явления. Восьмиклассники еще не умеют выделять существенные признаки. Они нередко производят сравнение по одному (причем несущественному) признаку. Например, указывают на сходство металлов и неметаллов по вкусу, физическому состоянию, а электропроводность и теплопроводность не отмечают. Признаком сходства сахара и поваренной соли называют отсутствие запаха, а о их растворимости и кристаллической структуре забывают.

Довольно часто учащиеся сравнивают вещества или явления по несопоставимым признакам. Так, при сравнении двух предложенных веществ были даны ответы: “Медь красного цвета, а алюминий серебристого” (спутан цвет и блеск); “Вода бесцветная, а подсолнечное масло темное” (цвет и оттенок); “Масло жирное, а вода пресная” (жирность и вкус); “Соль состоит из мелких, как крупа, кристаллов, а сахар бывает кусковой” и т.п.

Избегать подобных ошибок учащимся помогает работа по плану сравнения и упражнения, в которых сначала сравнение осуществляется по готовому перечню признаков с использованием средств наглядности или без них, затем с использованием перечня признаков, который вспоминается и частично устанавливается учащимися, и, наконец, сравнение с использованием перечня признаков, самостоятельно выявленных учащимися, или сравнение по выявленным существенным признакам.

II этап – формирование и развитие умения сравнивать. Учащиеся 8-х классов легко запоминают виды сравнений: сопоставление, противопоставление, полное и неполное сравнение. Они довольно легко овладевают сравнением двух веществ по предложенному плану. Но на уроках химии чаще приходится сравнивать группы веществ или два вещества по нескольким признакам. Этому необходимо обучать учащихся специально.

Если учащиеся испытывают затруднения при сравнении групп веществ, я рекомендую им такой порядок работы. Сначала сравнить между собой 2-3 вещества, принадлежащих к каждой из групп, выявить наиболее характерные признаки сходства между ними, а потом устанавливать признаки сходства и различия между группами. Такие упражнения я предлагаю при изучении металлов и неметаллов, сравнении состава и свойств оксидов, кислот, оснований, а также при обобщении материала и повторении классификации неорганических соединений.

Учащиеся, имеющие недостаточные знания и умения применять приемы умственных действий, осуществляют сравнение не только по несопоставимым признакам, но и тем, которые не предусмотрены в задании. Так, сравнивая физические свойства серы и железа, некоторые учащиеся отвечали: “Сера и железо – простые вещества, твердые, но отличаются цветом” (противопоставление состава и агрегатного состояния физическим свойствам); или: “Большие кусочки серы и железа тонут, а маленькие плавают на воде” (неправильный вывод о плотности веществ в результате ошибочных наблюдений); или: “Сера ядовита, а железо нет, сера горит, а железо нет. Сера применяется в порохе, а железо нет” (вместо противопоставления физических свойств ссылки на химические свойства и применение). В подобных случаях учащимся разъясняю, что их ответ не на вопрос задания и не может быть учтен.

III этап – формирование приемов обобщения. Учащиеся 8-х классов затрудняются в обобщении материала. Нередко вместо вывода после сравнения веществ или явлений они вновь перечисляют установленные ранее признаки сходства или отличия. В этом случае для формирования умения сравнивать и делать обобщения на основе сравнения я использую задания нарастающей трудности; а) задания, в которых выводы являются ответами на контрольные вопросы; б) задания, в которых слово “вывод” напоминает обобщение, и, наконец, в) задания, в которых предусмотрено самостоятельное обобщение учебного материала учащимися.

Умение сделать вывод в результате сравнения по существенным признакам легче формируется, когда в задании четко определен перечень сравниваемых признаков. В отдельных случаях перечень сравниваемых признаков даю учащимся в готовом виде или предварительно составленный учащимися с некоторой моей помощью. Поясняю сказанное примерами заданий и ответов учащихся.

Задание 1. Сопоставьте физические свойства водорода и кислорода, ответ допишите в таблицу.

Сравнение физических свойств водорода и кислорода

Задание 2. Противопоставьте химические свойства водорода и кислорода, запишите ответ в таблицу.

Сравнение химических свойств водорода и кислорода

Таким образом, сравнение как прием мыслительной деятельности может формироваться двумя путями. Первый путь – стихийный, определяемый такой постановкой учебного процесса, когда сравнение не выступает как специальный предмет усвоения, становление этого приема идет по ходу усвоения знаний, в процессе решения задач. Опыт показывает, что обучение идет вторым путем: через систему заданий, требующих от учащихся систематического использования усложняющегося по своему содержанию сравнения.

Любой прием мыслительной деятельности должен быть, прежде всего, многократно использован в объяснении учителя, в учебных текстах. Однако этого мало. Прием формируется только на основе упражнений и творческих заданий, собственной деятельности обучаемых. Вот почему мы не только широко используем данный прием при объяснении, но и разработали систему специальных заданий, в которых сравнение, будучи необходимым способом деятельности, по усвоению конкретного материала, выступало бы и как особый предмет усвоения.