Методическая разработка по теме "Организация самостоятельной работы учащихся как способ повышения эффективности урока на примере решения расчетных задач по химии в 8-м классе"

1. Теоретическая часть

Организация системы самостоятельных работ школьников – важнейшее условие повышения эффективности современного урока.

1.1. Формирование учебной деятельности учащихся в процессе обучения, воспитания и развития

В соответствии с требованиями жизни следует создавать условия для приобретения учащимися опыта учебно-познавательной деятельности, воспитания их активности и самостоятельности в учебном труде.

Для решения этой задачи необходимо соблюдать в преподавании основной дидактический принцип – единство обучения, воспитания и развития. Этот принцип воплощается в школьных программах и учебниках, в том числе и по химии, им определяются методы преподавания и формы организации учебной работы.

Обеспечить познавательную активность и самостоятельность учащихся в учебной работе можно, усиливая развивающую и воспитывающую функцию обучения.

Развивающая функция обучения заключается в следующем:

а) формирование и развитие знаний учащихся, усвоение и применение знаний на разных уровнях, установление между ними существенных связей.
б) развитие учебных умений учащихся и овладение способами деятельности
в) формирование познавательной активности учащихся в учебном труде, проявление ими самостоятельности и творчества.

Наибольшее значение для развития учащихся имеют изучение и уяснение сущности теорий, законов, понятий. Эти знания учащиеся осмысливают на конкретном учебном материале, изложенном ранее. Полученные теоретические знания позволяют им переосмыслить конкретный учебный материал на более высоком уровне.

Развитие учащихся обеспечивается не только содержанием предмета, но и приемами обучения. Большое значение для осуществления развивающего обучения имеют: различные задания направляющей трудности; самостоятельные работы, где предусмотрены вопросы сравнения веществ и явлений по двум и нескольким признакам, выявление существенных признаков изучаемых понятий и объектов; уравнения по систематизации, классификации изученного материала, задания по обобщению знаний, по предположению состава, строения и свойств веществ, на основе ранее приобретенных знаний, конкретизация изучаемого новыми примерами, решение различных химических задач, в том числе и проблемных.

Воспитание учащихся в процессе обучения заключается не только в приобретении знаний, важных в мировоззренческом отношении, и уяснения ведущих идей и положений школьного курса химии, но и в формировании на этой основе их взглядов и убеждений, активной жизненной позиции.

Таким образом, реализация дидактического принципа единства обучения, воспитания и развития предполагает глубокое овладение учащимися системой научных знаний, формирование целостного научного мировоззрения, нравственного сознания, находящего воплощение в учебном труде, в отношениях между людьми, в проявлении творческого отношения к делу.

1.2.Развитие знаний учащихся в процессе обучения химии

Характер познавательной деятельности учащихся определяется не только целями и задачами обучения, но и содержанием учебного материала, формами организации работы с ним. Приобретаемые учащимися знания по предмету не остаются неизменными в процессе обучения, а постоянно развиваются.

Развитию подлежат и наиболее существенные опорные знания, которые являются основополагающими для данного предмета. К ним относятся основные понятия курса химии, законы, теории, закономерности, а также знание способов действия, на основе которых формируются умения и навыки школьников.

В практике преподавания необходимо учитывать три последовательных этапа развития знаний и соответственно три уровня познавательной деятельности учащихся.

Процесс первоначального усвоения учебных знаний, в том числе и знаний способов действий (1-й этап знаний), состоит в выявлении сущности изученного. Результатом первого этапа овладения знаниями является понимание изученного, т.е. умение мысленно, с достаточной полнотой и правильно воспроизводить учебный материал или способ действия. Проверить сформированность первоначально приобретенных знаний можно с помощью заданий, при выполнении которых учащиеся должны повторить содержание изученного или способ действия по образцу.

Процесс совершенствования знаний (2-й этап развития знаний) характеризуется применением знаний и способов действия по аналогии при организации работы по инструкциям, памяткам и др. это соответствует второму, продуктивному, частично самостоятельному уровню познавательной деятельности. Проверить сформированность знаний на этом этапе можно с помощью заданий нарастающей трудности, при выполнении которых учащиеся проявляют самостоятельность.

Процесс полного овладения знаниями (3-й этап развития знаний) заключается в формировании умения учащихся применять знания и способы действий самостоятельно в различных связях, осуществлять «перенос» знаний, используя их без указания или напоминания о необходимости применения, т.е. по собственной инициативе. Это соответствует третьему, наиболее высокому уровню развития познавательной активности. Под познавательной активностью понимают не просто деятельность, а высший уровень ее достижения, проявление учащимися инициативы и творчества в учебной работе. Проверить степень овладения знаниями можно с помощью заданий, в которых предусмотрено использование знаний одной темы в изучении другой темы, установление между ними разнообразных связей, но и самостоятельное применение знаний в различных видах деятельности.

Таким образом, при формировании знаний теорий, законов, понятий и основного фактического материала, при установлении разнообразных связей между ними, при рассмотрении ранее изученного на новом теоретическом уровне, учащиеся обучаются применению знаний и способов действия. Это положительно сказывается на качестве обучения и развития учебно-познавательной деятельности школьников, способствует повышению эффективности урока.

1.3. Особенности и классификация самостоятельных работ учащихся

Самостоятельная работа учащихся на уроках ведется по специальному заданию. От цели, содержания, формы задания зависит характер деятельности школьников. Организуя самостоятельную работу, учитель ставит различные цели: обучение, развития, воспитания учащихся.

Самостоятельная работа всегда имеет определенную дидактическую направленность. На уроке она служит таким главным дидактическим целям: изучению нового материала, совершенствованию имеющихся знаний и умений, проверке результатов обучения.

Различают самостоятельные работы трех типов:

1) репродуктивные,
2) частично-поисковые,
3) исследовательские.

Задания для самостоятельных работ первого типа (копирующих) заключают в себе требование выполнить те или иные действия по образцу. Эти задания, несомненно, оказывают определенное развивающее влияние на учащихся. Выполняя работу, они перестраивают и систематизируют приобретенные знания. Самостоятельная работа в этих случаях служит цели лучшего осмысления нового и закрепления в памяти изученного материала.

Самостоятельные работы частично-поискового характера побуждают учащихся к вполне осознанной деятельности. Задания для такого типа задач, работ предоставляют учащимся возможность самим найти путь и способ решения определенной задачи на основании имеющихся знаний.

Исследовательские самостоятельные работы – один из методов проблемного обучения. Такие работы представляют собой небольшие ученические исследования, в результате которых учащиеся приобретают новые знания или узнают новый способ действия. Как известно, исследование начинается с вопроса. Вопрос вызывает затруднение. Появляется цель деятельности, намечается план, в котором могут предусматриваться некоторые варианты их решения. Выбирается после анализа оптимальный вариант действия, он осуществляется и затем делается вывод. При выполнении такого типа работ проявляется творчество учащихся. Это происходит при составлении задач самими учащимися, при нахождении разнообразных способов их решения.

Итак, самостоятельная работа учащихся как определенный способ обучения может быть охарактеризована по таким существенным признакам, как дидактическая направленность, особенность (тип) познавательной деятельности учащихся, форма (организации работы (фронтальная, групповая, индивидуальная), вид источника знаний (работа с книгой, эксперимент, выполнение упражнений, решение задач и т.д.).

1.4. Самостоятельное решение учащимися химических задач

Решение задач занимает важное место в системе преподавания химии. Задачи обеспечивают закрепление теоретических знаний, учат творчески применять их в новой ситуации, мыслить логически; они широко используются для целей контроля, а также для отбора и выявления тех учащихся, кто лучше знает предмет.

Типов задач очень много – от весьма простых, до очень сложных. Тем не менее, большинство из них содержат такие элементы, которые требуют уверенного владения небольшим числом расчетных и логических алгоритмов. Эти стандартные элементы важны как сами по себе, так и в качестве фундамента при решении сложных задач; все они встречаются в практике работы химиков. В настоящее время, несмотря на обилие литературы по решению задач, многие школьники плохо владеют логикой анализа стандартных элементов задач и стандартными алгоритмами решений. Отсутствие ориентации на логику превращает процесс решения в скучную процедуру, основанную на запоминании, а не на понимании. Если же показать ученику логику решения задач данного типа, то он не только перестанет считать задачи скучным делом, но и твердо и в то же время без особых усилий овладеет основными стандартными алгоритмами, поскольку они окажутся естественными следствиями этой логики, а не сухими, непонятно откуда взятыми «правилами». И тогда решение задач действительно будет активизировать знания школьников, закреплять их, учить мыслить.

Содержание и интерпретация понятия «задача» чрезвычайно широки. Но в любом случае их решение предполагает поисковую деятельность, включение в этот процесс интеллектуальных операций. С точки зрения дидактики важно иметь в виде и то обстоятельство, что при решении любой задачи задаются цель, условия и требования к учебно-познавательной деятельности. Естественно предположить существование закономерностей для процесса овладения общей процедурой деятельности. Отсюда вытекает необходимость использования общей методологии решения школьных задач, т.е. объективном процессе интеграции естественнонаучных и математических знаний и умений. Таким образом, главная цель учителя при обучении школьников решению расчетных задач: формирование общих логических основ стехиометрии знаний и общепредметных умений на базе общенаучных методов.

Для решения любой химической задачи необходимо владеть:

1) собственно химическими знаниями (строение и свойства веществ, о которых идет речь в условии задачи).
2) приемами решения этого типа задач (они универсальны и не зависят от уровня химической сложности).

Решение задач состоит из многих операций, которые связаны между собой и применяются в некоторой логической последовательности. Выявление этих связей и определение последовательности логических и математических операций лежат в основе умения решать задачи. Школьников следует обучать умению «шагать по логической лесенке», активно используя свои химические знания.

Усвоив общий способ, принципы разбора и решения задачи, учащиеся могут самостоятельно составлять задачи. К такого вида работам прибегают учителя, организуя взаимную оценку учащимися качества, составленными одноклассниками задач, в процессе их решения и обсуждения. Предлагать задачи для самостоятельного решения можно лишь тогда, когда учащиеся имеют достаточную подготовку. После выполнения заданий, имеющих целью совершенствование знаний и умений, необходимо организовать проверку правильности решения задач. Для этого хорошо показать всем учащимся образец записи хода решения на экране.

Решение задач на уроках не должно происходить в отрыве от основной цели урока. Необходимо подбирать такие задачи, чтобы изученный материал получил определенное освещение, раскрытие, углубление, чтобы решение задач позволяло лучше достичь намеченных целей урока. Выбор задачи для самостоятельной работы определяется содержание изученного материала. Если темой урока является применение и получение веществ, то для закрепления хорошо организовать самостоятельную работу по решению расчетных задач с производственным содержанием, включающим сведения о местных производственных объектах. Важно обратить снимание на то, чтобы вычисления были не громоздкими и не отвлекали бы учащихся от химической сущности задач.

Задачи должны, прежде всего, вызывать интерес не только своей целесообразностью, но и посильностью. Тогда мышление учащихся будет активным.

2. Практическая часть

2.1. Использование расчетных задач на уроках химии

Известно, что наука начинается тогда, когда начинают считать. Вот как по этому поводу высказывался немецкий философ Иммануил Кант: «В любом частном учении о природе можно найти науки в собственном смысле слова лишь столько, сколько имеется в ней математики». Химия как раз такая наука, которая без расчетов немыслима.

Решение задач – признанное средство развития мышления учащихся, которое легко сочетается с другими средствами и приемами обучения. В настоящее время большое значение придается практической направленности обучения, поэтому умение решать задачи становится одним из определяющих факторов при оценке уровня знаний.

Правильное использование задач на различных этапах процесса обучения открывает широкие возможности разнообразить методы преподавания.

Расчетные задачи можно применять:

а) при объяснении нового материала;
б) при закреплении знаний;
в) для домашнего задания;
г) при текущем учете знаний;
д) при повторении и итоговом контроле знаний (при выполнении самостоятельных и контрольных работ);
е) при изучении факультативных курсов.

Каждый из этих этапов характеризуется определенными требованиями к содержанию задач и к методам их решения.

При объяснении нового материала задачи могут иллюстрировать рассмотренные химические законы и теоретические положения. В этом случае они должны отличатся четкостью содержания и простотой решения. Так после закона сохранения массы веществ можно предложить учащимся такие задачи.

Пример 1. Сера массой 4 г без остатка взаимодействует с железом массой 7 г. Какова масса получающегося сульфида железа (III).

Пример 2. При разложении оксида ртути (II) массой 2,17 г выделился кислород массой 0,16 г. Какая масса ртути при этом получится?

При решении таких задач подчеркивают, что знание закона сохранения массы веществ позволяет определить массы реагирующих и получающихся веществ. Обычно при изложении нового материала ход рассуждений, связанный с решением задач ведет сам учитель, привлекая учащихся к выполнению несложных расчетов.

При закреплении знаний можно предложить столь же простые задачи. Однако в этом случае надо добиться от учащихся самостоятельных рассуждений. Надо предложить для решения, как дома, так и на уроке новые варианты задач. Убедившись при закреплении знаний, что учащиеся поняли изложенный материал, учитель должен дать для домашнего задания задачи с более сложными расчетами. Например, на применение закона сохранения массы веществ можно предложить несколько задач.

Пример. При полном разложении воды массой 2,7 г на водород и кислород получился водород массой 0,3 г. Какова масса полученного кислорода?

При текущем учете знаний могут быть использованы задачи, которые задавались на дом. Таким образом, учащиеся могут проверить правильность решения домашних задач. Учитель вызывает учащегося к доске и предлагает решить домашнюю задачу по условию из задачника. Если возникает сомнение в самостоятельности выполнения домашнего задания, следует дать другую задачу. При этом важно обратить внимание на правильность хода рассуждений у учащихся, использование изученных понятий, законов, теорий при решении задач, а также на возможность решения различными способами.

При повторении ранее изученного материала, а также при итоговом учете знаний решение задач служит для проверки того, как учащиеся самостоятельно устанавливают связь между отдельными разделами пройденного материала. При этом используются комбинированные задачи.

Итак, решение задач – один из важнейших приемов обучения, посредством которого можно обеспечить более глубокое и полное усвоение учащимися учебного материала, закрепить его в памяти и выработать умения применять приобретенные знания с достаточной самостоятельностью.

2.2. Методы решения расчетных задач

Практика обучения химии показывает, что методика решения задач, используемая учителями, во всех классах примерно одна и та же: учитель сам сначала решает задачу, затем учащиеся читают условие другой задачи, коллективно или самостоятельно анализируют его, записывают в тетрадь данные и приступают к решению по образцу, предложенному учителем.

В результате лишь немногие учащиеся сознательно и творчески овладевают общим подходом к решению задач, умеют оценивать свои действия в процессе решения, самостоятельно составлять условия задач, выбирать рациональные способы решения.

При всем многообразии количественных задач можно сформулировать некоторые общие идеи, которыми следует руководствоваться при их решении. Основу для расчетов, необходимые количественные соотношения дают химические формулы и уравнения. Каким же образом? Вещества состоят из частиц – молекул, атомов или ионов. В ходе химической реакции число атомов не изменяется, они лишь иначе группируются в молекулы. Все эти моменты количественно выражаются индексами в формулах и коэффициентами в уравнении химических реакций. Но химики обычно работают не с отдельными молекулами, а с макроскопическими количествами веществ, содержащими очень много молекул. Как же суметь взять столько вещества А и Б, чтобы они прореагировали нацело, в точном соответствии с уравнением реакции? Выход есть, и он известен: за единицу количества вещества нужно выбрать некоторое число частиц (атомов, молекул, ионов) и установить массу такого количества для всех веществ. Удобнее выбрать это число частиц так, чтобы масса единицы количества вещества (в г) была численно равна его относительной атомной или молекулярной массе. Единицей количества вещества, выбранной таким образом, и является моль. Все соотношения между числом атомов и молекул, задаваемые индексами в формулах и коэффициентами в уравнениях, оказываются справедливыми и для соотношения между числом атомов или веществ. Химик должен мыслить в категориях молей, определяя массы веществ только там, где это действительно необходимо.

Всю изложенную здесь логику обязательно надо довести до сознания школьников, чтобы они ее буквально «прочувствовали». Решение задач «в граммах» с использованием метода пропорций не выявляет мольные соотношения и в силу этого уводит школьников от понимания истинных причин наличия в химии определенных количественных зависимостей.

Важно закрепить с помощью решения расчетных задач понимание учащимися многих важнейших понятий химии (химическая реакция, уравнение химической реакции, количество вещества, моль, малярная масса и др.), а также научить грамотно использовать эти понятия.

Система обозначений и форма записи основных величин, применяемых в химии, принятая международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC или ИЮПАК) приведены в таблице 1.

Таблица 1

Физические величины, применяемые в химии

Обозначение	Наименование величины	Единицы измерения
Ar (35Cl) Ar (Cl)	Относительная атомная масса данного нуклида. Атомный вес данного элемента или относительная атомная масса элемента (ИЮПАК рекомендует первый)	Величина безразмерная
Mr (Б)	Молекулярный вес, или относительная молекулярная масса (первый термин предпочтительнее)	Величина безразмерная
M (Б)	Масса вещества	г
ν (Б) или n	Количество вещества	моль
М (Б)	Молярная масса (масса одного моля вещества)	г/моль
NА	Число Авогадро (число частиц в одном моле): NА =6,023 . 1023	частица/моль
N	Число частиц (молекул, атомов, ионов) N =n . NА	частицы
V (Б)	Объем, занимаемый веществом Б	м3, л, мл
Vm (Б)	Молярный объем вещества Б. Vm (Б) = V(Б)/n(Б)	м3/моль, л/моль
WБ	Массовая доля вещества Б в смеси WБ =m(Б)/mсмеси	Величина безразмерная
XБ	Мольная доля Б в смеси. XБ = n Б/ nА + nБ + nВ ; для смеси из трех веществ	Величина безразмерная
Φ Б	Объемная доля вещества Б в смеси. Φ Б = VБ/ Vвсей смеси	Величина безразмерная
C Б	Концентрация. Равна числу молей вещества Б, содержащихся в 1 л раствора	моль/ л

Выбирая метод решения задачи, учитывают знания, приобретенные учащимися при изучении математики. Для решения большинства химических задач, предусмотренных программой средней школы, следует использовать уже имеющиеся навыки по 1) решению пропорций; 2) приведению к единице; 3) составлению и решению алгебраических уравнений.

Приложение 1

Заключение

Цель обучения химии – не формальное знание, не механическое выполнение тех или иных действий и операций, а знания и умения, основанные на понимании. Приобретение как раз таких знаний и умений обеспечивается следующими приемами: основанная на логике последовательность действий, грамотное применение принятых обозначений, лаконичная, наглядно отражающая логику решения форма записи условия задачи. При их постоянном использовании учащиеся приобретут хорошие навыки в решении задач, но одновременно твердо усвоят, буквально «прочувствуют» смысл многих важнейших понятий химии и научатся их применять. Значит, химия предстанет перед взором школьника уже на как набор отдельных сведений, а в виде цельной картины мира.