Развитие познавательных процессов учащихся при изучении органической химии

Вступление.

Всякая познавательная деятельность, всякий мыслительный процесс,
взятый в реальной конкретности, совершается одновременно
на разных уровнях многопланово.
С.Л. Рубинштейн.

Проблема качественного образования на сегодня стоит очень остро. Это связано с социальными и экономическими преобразованиями, происходящими в обществе, со сменой ценностных ориентаций. В современном обществе усиливается осознание значимости каждой личности. В связи с этим обучение призвано удовлетворить познавательные потребности учащихся, раскрыть и развить их задатки и способности, в школе обучение должно быть построено в соответствии с психологическими особенностями ребёнка, способствовать развитию не только интеллектуальных способностей, но и творческих сил, фантазии и воли для достижения результата. Учитель всегда задаёт себе ряд вопросов при подготовке к уроку:

1) как повысить интерес к учёбе;

2) как повысить мотивацию именно к моему предмету;

3) как добиться активности на уроке;

4) как обеспечить усвоение материала каждым учеником;

5) какие новые методы, технологии я могу применять на уроке.

Как часто можно слышать сетования учителей на отсутствие у подростков познавательных потребностей, их пассивность в учебной деятельности, отсутствие желания работать творчески.

К этому можно добавить ещё целый ряд социальных и психологических проблем современных учащихся: неразвитость игровой деятельности, отсутствие или сложные взаимоотношений среди подростков, родителями и т.п. Большинство из этих проблем связано с отсутствием возможности применить полученные знания в реальной, т.е. повседневной жизни, что создаёт у учащихся представление об их ненужности.

Не претендуя на открытие, хочу поделиться своими соображениями на этот счет. Мой педагогический стаж 23 года, поэтому передо мной, как педагогом, стоит первостепенная задача: повышение познавательной активности, чтобы получив информацию, каждый выбрал для себя наиболее значимую и необходимую, чтобы во взрослой жизни не потеряться и найти свое место, чтобы быть полезным, значимым для общества и достойно устроить свою жизнь. Решение этих задач в первую очередь зависит от моего профессионализма, от умения правильно выбрать приоритетные направления деятельности, определить ее цели с учетом способностей и особенностей учащегося.

Я выделяю главным, следующие цели своей работы:

- заботиться о здоровье учащихся, избегая стрессовых ситуаций;

- обучать учащихся умению общаться с ровесниками и взрослыми, работать в коллективе, сохраняя свою индивидуальность;

- обучать их самостоятельно получать информацию из различных источников;

- добиваться уровня знаний, достаточного для продолжения образования после школы.

Если учащийся не понимает, зачем идет в школу, он тратит время зря. Всегда обращаю внимание учащихся на две значимые для них цели учения: получение знаний, достаточных для продолжения образования по окончании школы, а также знаний, в той или иной степени необходимых в жизни.

Эти и некоторые другие причины побудили меня искать такие приемы и методы обучения химии, которые способствовали бы развитию учащихся, обеспечивали их самостоятельность и создавали условия для углубленного изучения химии. В поисках таких методов главный упор я делаю на развитие познавательных процессов учащихся при изучении органической химии.

Основная часть.

К познавательным процессам человека относят: внимание, восприятие, воображение, мышление, речь и память. Все они тесно связанны между собой, поэтому их комплексное развитие может привести к высоким результатам в обучении.

Но качество знаний учащихся во многом определяется их интересом к химии. Поскольку урок - основная форма обучения, нельзя недооценивать его возможности в разрешении познавательных процессов учащихся. Интерес тесно связан с процессом удовлетворения потребностей. Не углубляясь в тонкости психологии, отмечу лишь, что центральным звеном потребности, влияющим на познавательные процессы, развития интереса, осуществления деятельности, является мотивация. На своих уроках я стараюсь создать положительную мотивацию изучения химии.

Действительно, зачем взрослому человеку нужна органическая химия? Задаю этот вопрос учащимся вначале обучения. Почти все отвечают: “Органика мне не пригодиться”. Когда тот же вопрос задаю в конце обучения, подавляющее большинство говорят, что химические знания, безусловно, необходимы любому человеку, который с уважением относиться к самому себе, своему здоровью.

Убеждена, что в школе химию нужно преподавать, так чтобы учащиеся знали свойства обыденных веществ: могли предвидеть и пользу и вред от применения этих соединений, не варили кислые щи и компоты в алюминиевой кастрюле, удаляли ржавчину и накипь кислотой, предварительно надев перчатки.

Главное внимание обращаю на тот раздел в органической химии, где рассматривается: витамины, лекарства, состав пищевых продуктов, - ведь любой человек ест каждый день, принимает лекарства. Большую роль отвожу связи химии и биологии, например влияние этилового спирта на организм человека и т.п. Может быть, узнав о том, что именно жирные кислоты являются исключительным источником энергии сердца, девочки и женщины перестали бы шарахаться от всех без исключения жиров и помнили об опасности неразумной диеты, в частности для сердца молодой мамы. Конечно, стараюсь объяснить, какие жиры полезны, а какие нет, почему на растительном масле нельзя жарить бесконечное число пирожков и многое другое. Занятия, проведенные в таком “потребительском” русле всегда вызывают живой интерес у учащихся, а без него не может быть полноценного обучения и усвоения.

Обучение должно быть понятным, доступным и интересным, для этого я использую обучающие пособия, алгоритмы, логические схемы, иллюстрации, практические примеры из реальной жизни. Для того чтобы помочь ученику понять предмет я на первых порах даю ему “костыли”, роль которых играют обучающие алгоритмы. Я разработала много таких алгоритмов, которые позволяют научиться составлять формулы веществ по названию, давать название по систематической номенклатуре, уметь писать уравнения химических реакций. Приложение 1.

В процессе изучения и обсуждения свойств углеводородов предлагаю заполнить таблицу “Предельные и непредельные углеводороды”. В результате её заполнения, как на уроках, так и в качестве домашнего задания, в руках учащихся оказывается материал, где в определенной последовательности и в соответствии с изучением углеводородов представлены: классификация с указанием названия, общая молекулярная формула основных классов алифатических углеводородов, названия первых четырёх членов гомологических рядов, виды изомерии, типы гибридизации, качественные реакции на различные углеводороды, основные химические и физические свойства характерные для алканов, алкенов, алкинов и аренов. Приложение 2.

Опыт показывает, что таблица позволяет успешно проводить уроки обобщения и систематизации знаний, ее можно использовать в процессе изучения темы, на семинарских занятиях, в период подготовки к итоговой государственной аттестации. Таблица дает возможность неоднократно возвращаться к вопросам классификации, номенклатуры, гомологии, изомерии, строения углеводородов при учете и контроле знаний учащихся, повторении и изучении других классов органических соединений.

В дальнейшем, когда учащиеся усвоили необходимые понятия, я при изучении органической химии разработала и систематически применяю упражнения для развития различных познавательных процессов. Приведу примеры некоторых из них.

Упражнения для развития внимания.

Внимание - направленность сознания, на какой - либо объект с целью его наиболее четкого и полного отражения.

1) В приведенном списке обведите кружочком формулы кислот, подчеркните формулы спиртов, вычеркните формулы углеводов.

• СНз-СНО,
• СНзСООН,
• С₂Н5-О-С₂Н5.
• С₆Н₅-СзН₇,
• С₅Н₁₁ ОН,
• С₃Н₇СНО,
• НООС-СООН,
• С₄Н₉СООН,
• С₂Н₅ОН,
• СНз-СНз,
• СН₃-СН(СООН)-СНз,
• НСООН

2) Два понятия — толуол и бензол — связаны с одним из четырех, предлагаемых ниже. Выбери его в качестве ответа.

1) Этанол

2) Метанол

3) Глицерин

4) Фенол

3) Выбери лишнюю формулу, не связанную с другими.

1) СНз-СН₂ОН

2) СНз-СНз

3) СНз-СНОНСНз

4) СН₂ОНСН₂ ОН

Укажите признак классификации, который вы положили в основу выбора лишней формулы

1) Число атомов в молекуле вещества

2) Принадлежность к одному классу соединений

3) Растворимость

4) Агрегатное состояние при обычных условиях.

Эти упражнения нужно выполнять быстро, точно, просматривая каждую формулу один раз. Эти задания я предлагаю на первом уроке по теме “Карбоновые кислоты”; “Спирты” после определения данного класса соединений.

4) В предложенном вам тексте допущены ошибки. Найдите их и подчеркните.

“Строение молекулы фенола”.

В состав молекулы фенола входит бензольное ядро. Если мысленно вычесть из формулы молекулы бензола один атом водорода, то получиться группа атомов С6Н₆. В отличие от радикалов СНз - , С₂Н₅ - фенил радикал обладает свойством несколько оттягивать от себя электроны атома кислорода карбоксильной группы. Поэтому в молекуле фенола химическая связь между атомами кислорода и атомом азота становиться менее полярной, а атом водорода менее подвижен и реакционно - способен.

Это упражнение предлагаю после изучения темы “Спирты и фенолы”. В ходе его выполнения идет тренировка концентрации внимания - способности четко и ясно отражать один объект.

Упражнение для развития восприятия.

Восприятие - процесс приема и переработки человеком различной информации, поступающей в мозг через органы чувств. Соответственно им, выделяют виды восприятия: зрительное, слуховое, осязательное.

Прослушайте текст с умышленно сделанными ошибками и найдите их по ходу чтения

Растворимые в воде органические кислоты, в отличие от спиртов, имеют характерный кислый вкус, окрашивают лакмус в синий цвет, проводят электрический ток, относятся к сильным электролитам. При действии на их растворы некоторых металлов выделяется водород и образуется соль. Выделение водорода идет быстрее, чем при взаимодействии металлов с минеральными кислотами - серной и соляной. При взаимодействии органических кислот с основными оксидами и основаниями, образуются соли. Сила карбоновых кислот зависит от полярности связи О - Н в гидроксогруппе и увеличивается в гомологическом ряду с ростом числа атомов углерода. Реагируя с солями, органические кислоты вытесняют менее слабые и летучие кислоты, а со спиртами вступают в реакцию поликонденсации.

Это упражнение, рассчитано на слуховое восприятие, его даю учащимся в качестве материала для первичного закрепления знаний при изучении химических свойств карбоновых кислот.

Исключите лишнюю формулу продолжите гомологические ряды

а) СnH2n+2, CnH2n-6, CnH2nO, CnH2n, CnH2n-2.

b) C2H4, C3H8, C4H8, C5H10...

c) CH4, C2H2, C3H4, C4H6...

3) Укажите, какие из следующих веществ являются гомологами пентана:

1) CH3 – CH2 – CH3

2) CH2 = CH – CH3

3) CH3 – CH = CH – CH2 – CH3

4) CH2 = CH – CH2 – CH = CH2

5) CH3 – CH2 – C = CH3

6) CH3 – CH2 – CH2 – CH3

Это упражнение, рассчитанное на зрительное восприятие, применяю в качестве материала для первичного закрепления знаний при изучении номенклатуры и изомерии углеводородов. Выполнение этих упражнений способствует тренировке различных свойств произвольного внимания, в первую очередь устойчивости и концентрации.

Упражнение для развития воображения и речи.

Воображение - это способность представлять отсутствующий или реально существующий объект, удерживать его в сознании и мысленно манипулировать им.

Речь - система используемых человеком звуковых сигналов, письменных знаков и символов для представления, переработки, хранения и передачи информации.

Предскажите все возможные способы применения этана. В этом упражнении акцент сделан на свойства и строение вещества.

Представьте, что произойдет в мире, если вдруг исчезнет глицерин.

При выполнении этого упражнения развивается способность видеть взаимосвязь веществ и явлений. Формы выполнения могут быть самыми разными: сочинение, сказка, рисунок.

О каком веществе идет речь?

Раствор этого вещества называют слабой кислотой и применяют в медицине и фармакологии, как дезинфицирующее средство. В больших количествах это вещество используют для производства красителей, поэтому гуашь и тушь имеют запах этого вещества, а также для получения пластмасс, лекарств (аспирина), средств защиты растений. Оно обладает химическими свойствами двух классов соединений, например, оно реагирует с основаниями, выступая в роли кислоты. Попадание данного вещества на кожу опасно, так как вызывает ожоги. Вещество ядовито. Образуется в водоемах с затопленным лесом. Один из способов его получение - коксование каменного угля.

О каком веществе идет речь в стихотворении:

“Я пью его в мельчайших дозах
На сахар капаю в раствор
А он способен бросить в воздух
Любую из ближайших гор”

Где применяется это вещество и как его получить?

Эти упражнения применяю при обобщении темы “Спирты и фенолы”. Учащиеся должны представить отсутствующее вещество, удержать его в сознании и мысленно манипулировать им, зная его строение, свойства, применение и получение.

Данные упражнения можно применять и на уроке, и во внеклассной работе, и в качестве домашнего задания. В ходе выполнения таких упражнений развиваются все виды речи: устная и письменная, монолог, диалог и т. п.

Упражнение для развития мышления.

Мыслительные задачи учащиеся решают с помощью мыслительных операций анализа и синтеза, сравнения и обобщения, классификации и систематизации, абстрагирования и конкретизации, поэтому все упражнения на развития мышления сводятся к упражнениям на развитие этих операций. Приведу примеры некоторых из них.

Развитие операций анализа и синтеза.

Анализ — это мысленное разъединение целого на части.

Синтез - мысленное соединение отдельных частей, свойств, признаков или действий в целом. Синтез и анализ неразрывны, т. е. едины как части мыслительного процесса.

1) Исключите лишнее, по вашему мнению, уравнение реакции, формулу, слово:

СН₃СООН + КОН = ;

СН₃СООН + СаО = ;

СН₃СООН + Мg = ;

СН₃СООН + РС1_{5 = ;}

2.

а) CH₃CH₂ОН

б) CH₂=CH₂

в) CH₃-CHОН-CH₃

г)CH₂=CHОН-CH₃

д) CH₃-CH₂-CH

3. а) пропен-1,ол – 1 б) пропанол – 1 в) метанол г) бутин -2 д) бутандиол – 1,2

Даны формулы веществ:

Аg,

С₂Н₅ОН,

С₂Н₄,

СН₃СООН,

С₂Н₅ - О - С₂Н₅.

Выберите из них те, которые надо вставить в пропуски в уравнениях реакций:

СНз-СНз-ОН = ... + Н2О

СН3-СОН + Аg2О = ... + Аg

... + СН3СООН = СН3СООС2Н5 + Н2О

Восстановите запись следующих уравнений химических реакций:

СО + 2Н₂ = ?;

CH₂=CH₂ + КОН = ? + Н₂О;

С₂Н₅ОН + СН₃СООН = ? + Н₂О

Приемами анализа и синтеза должен овладеть каждый учащийся, так как решение любой поставленной перед ним задачи начинается с ее анализа и заканчивается синтезом ее частей.

Развитие операции сравнение.

Очень важно для учащихся на уроках химии умение сравнивать, выявлять общие черты и различия в химических объектах.

Сравнение - мыслительная операция, позволяющая установить сходство или различия предметов и явлений. Важно, чтобы сравнение проводилось по одинаковым признакам; оно может быть полным, когда предметы сравниваются по всем признакам, и неполным, когда объекты сравниваются только по одному признаку.

Сравните химическую активность одноатомных и многоатомных спиртов.

Сравните основные свойства аминов и спиртов. Объясните причину различия.

Соедините каждую формулу с соответствующим ей названием углеводорода.

СН3 –СН(СН3) - СНз	2 - метилбутан
СН2 = СН - СН = СН2	бутен - 2
СНз - С = С -СН2 - СНз	2 - метилпропан
СН3-СН = СН-СН3	бутадиен-1,3
СН3 – СН(СН3) - СН2 - СН3	пентин -2

4. Установи соответствия между названием органического соединения и классом, к которому соединение относится.

5. Разложите карточки с формулами веществ по конвертам с надписями: спирты, альдегиды, карбоновые кислоты, простые эфиры, предельные углеводороды, арены. На конвертах напишите общую формулу соединений.

Упражнения на сравнение строения и свойств, представителей различных классов соединений предлагаю учащимся систематически, из урока в урок, так как, только в совершенстве овладев приемами сравнения, учащиеся будут способны совершать более сложные приемы умственных действий, такие как, классификация, систематизация, обобщение.

Развитие операции систематизации

Систематизация – установление закономерностей между отдельными предметами, объектами и явлениями и объединение их в одну систему. Начиная с первых уроков изучения органической химии, я даю учащимся специальные задания для обучения умению составлять таблицы, схемы, отражающие генетические связи между классами органических соединений и сравнительные таблицы по строению и свойствам отдельных их представителей.

Развитие операции обобщения понятий.

Обобщение - мысленное объединение предметов и явлений по их общим и существенным признакам.

Реакция бромирования метана протекает

1) по радикальному механизму

2) в одну стадию

3) с образованием различных бромпроизводных

4) в темноте и без нагревания

5) с выделением теплоты

6) в соответствии с правилом В.В. Марковникова

Ответ: _________________.

Для бутина-1 справедливы утверждения:

1) молекула содержит одну ?-связь

2) способен к реакции гидрирования

3) взаимодействует с бромной водой

4) все атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации

5) является изомером дивинила

6) при гидратации в присутствии солей ртути (II) образует бутаналь

Ответ: _________________.

Перечислите свойства, характерные как для минеральных, так и для органических кислот.

Почему амины называют органическими основаниями? Что общего в строении спиртов и фенолов? Какие спирты, первичные или третичные, легче дегидратируются и почему? Почему температура кипения спиртов намного выше, чем у соответствующих углеводородов? С какими из приведенных веществ, взаимодействует глицерин: йод, водород, натрий азотная кислота?

В процессе выполнения всех этих и подобных им упражнений при преобладающем развитие какого - то одного познавательного процесса, происходит развитие и всех остальных, включая память.

Аналогичные упражнения были разработаны мной по всем темам курса органической химии и проверены на практике. Наблюдение и анализ результатов выполнения учащимися развивающих упражнений показали, что уровень развития их мышления существенно повысился, улучшились память и внимание. Подобные упражнения способствуют развитию познавательных процессов учащихся, необходимых для осознанного усвоения знаний и применения их на практике в изменяющихся условиях. Приложение 3.

Хорошие результаты показали применение опорных конспектов с заданиями для самостоятельной работы после изучения данной темы. Их я раздаю каждому ребенку и проверяю после выполнения теста. Для лучшего понимания и запоминания материала я разъясняю учащимся (учитывая индивидуальные особенности и способности), что необходимо запомнить прочно, надолго (выделяю жирным шрифтом), а с чем они могут лишь ознакомиться. Такие рекомендации позволяют сделать процесс запоминания и усвоения материала управляемым, а результатам обучения более эффективным. Приложение 4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Самостоятельное оперирование получаемыми знаниями расширяет степень свободы учащегося, дает ему ощущения нужности и взрослости, повышает самоуважение и укрепляет интерес к познавательной деятельности.

Использование многообразных форм и приемов организации процесса обучения создает условия для переключения учащихся с одних видов деятельности на другие. Сочетание определенной повторяемости и ритмичности, с одной стороны, и разнообразия - с другой, позволяет сделать учебный процесс увлекательным, интересным для учащихся.

Убеждена, что стимулирование учения - ключевая проблема образования, особенно в современных условиях. Лавинообразно нарастающий объем информации, которую учащийся должен усвоить за сравнительно короткий отрезок времени, создает объективные трудности обучения. Сгладить острые проблемы зависит от применения самой методики и организации учебного процесса. Если они вызывают у учащихся постоянное желание овладевать знаниями, то будут обеспеченны условия для эффективного решения задач, стоящих перед педагогом.

Конечно, мне как учителю трудно судить о результатах своего труда. Но каждый день я иду в школу с желанием, общение с учащимися доставляет мне удовольствие. Знаю, что мои ученики идут на урок без страха и тоже получают удовлетворение от процесса обучения. Многие из них показывают стабильно хорошие результаты на уроках и сдают успешно ГИА и ЕГЭ по химии.

За последние годы накоплен большой опыт педагогической практики, разработаны новые методики и подходы в обучении. Из обилия готовых педагогических рецептов, концепций, технологий учитель должен отобрать наиболее подходящие и создать свою интегрированную с собственным опытом систему работы, ориентированную на индивидуальные качества и адаптивную к способностям и качествам учащихся. Именно к этому я стремлюсь.