Проблемный и исследовательский эксперимент как средство формирования познавательных компетенций учащихся на уроках химии

«Проблемный и  исследовательский эксперимент  как средство формирования познавательных компетенций учащихся на уроках химии»

Слушаю-забываю,

Смотрю-запоминаю,

Делаю-понимаю.

Конфуций.

     Одно из перспективных направлений модернизации образования - использование компетентностного подхода в процессе обучения.

Компетентностный подход - это совокупность общих положений, определяющих логику образовательного процесса, ориентированного на развитие системного комплекса осведомлённости, умений, смысловых ориентаций, адаптационных возможностей, опыта и способов преобразовательной деятельности с получением конкретного продукта .

 Применительно к  компетентностному подходу смысл  образования заключается в развитии  у обучаемых способности самостоятельно  решать проблемы в различных сферах и видах деятельности на основе использования социального опыта, элементом которого является и собственный опыт учащихся. Содержание образования представляет собой дидактически адаптированный социальный опыт решения познавательных, мировоззренческих, нравственных, политических и иных проблем. Организация образовательного процесса заключается в создании условий для формирования у обучаемых опыта самостоятельного решения познавательных, коммуникативных, организационных, нравственных и иных проблем, составляющих содержание образования. Образовательный результат основывается на анализе уровней образованности, достигнутых учащимися на определённом этапе обучения.

Компетентностный подход-это  попытка привести в соответствие систему образования и потребностей современного общества. Данный подход обеспечивается за счет деятельностного подхода, активных форм обучения, организации учебного процесса через систему учебных задач, реализацию принципов развивающего обучения. На мой взгляд, эффективно реализовать данные направления можно с помощью организации экспериментального и исследовательского  обучения на уроках химии.

Если  проследить исторический путь химической науки, то можно убедиться, что в ее развитии огромная роль принадлежит исследованию и эксперименту. Все значимые теоретические открытия в химии являются результатом обобщения большого числа экспериментальных фактов. Познание природы веществ достигается с помощью исследования и эксперимента, он помогает раскрывать взаимосвязи и взаимозависимости между ними.

     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. Психологи давно подметили такую особенность - умственная деятельность учёного,  делающего открытия и умственная деятельность ребёнка, познающего новое идентичны по свое внутренней механике. 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.

Внутренняя взаимосвязь  деятельности преподавателя и учащихся в процессе исследовательской деятельности позволит организовать процесс познания химии не на уровне описательного ознакомления с явлениями и процессами, а на уровне овладения их сущностью, объяснения причинно-следственных связей между ними с позиций современной химической науки.

Следовательно, только в тесном взаимодействии эксперимента и теории в учебно-воспитательном процессе можно достигнуть высокого качества знаний учащихся по химии. Поэтому целью моей работы является  развитие ключевых компетенций учащихся в процессе изучения химии на основе организации проблемного и исследовательского эксперимента  на уроках и во внеурочное время.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

• изучение теоретического материала по реализации проблемного и исследовательского эксперимента  на уроках и во внеурочное время.
• диагностика первоначального уровня сформированности ключевых и предметных компетенций учащихся,
• организация обучения на основе применения экспериментальной деятельности учащихся
• оценка результатов педагогической деятельности не только с точки зрения предметных линий развития, но и  развития ключевых компетенций учащихся.
• вовлечение максимального числа обучающихся в активные формы обучения: на уроке, во внеурочной и внеклассной деятельности

Исследовательская деятельность - это совокупность действий поискового характера, ведущих к открытию неизвестных фактов, знаний и способов деятельности.

         Поэтому я считаю, что в условиях  компетентностного подхода важнейшей  формой обучения химии являются  практические занятия, на которых  в ходе изучения школьного курса химии можно развивать компетенции школьников.

          На практических занятиях по химии можно выделить четыре группы компетенций:

• 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).

Во время проведения практических занятий формируется  исследовательский подход в обучении,  функциями которого являются:

1. воспитание познавательного интереса;
2. создание положительной мотивации учения и образования;
3. формирование глубоких, прочных и действенных знаний;
4. развитие интеллектуальной сферы личности;
5. формирование умений и навыков самообразования, т.е. формирование способов активной познавательной деятельности, развитие познавательной активности и самостоятельности.

Исследовательский подход в обучении предполагает:

1. введение общих и частных методов научного исследования в процессе учебного познания на всех его этапах (от восприятия до применения на практике);
2. организацию учебной и внеучебной научно-образовательной, поисково-творческой деятельности;
3. актуализацию внутрипредметных, межпредметных и межцикловых связей;
4. усложнение содержательной и совершенствование процессуальной сторон познавательной деятельности;
5. изменение характера взаимоотношений «учитель-ученик-коллектив учащихся» в сторону сотрудничества.

Заниматься исследовательской  деятельностью способен любой пытливый ученик, получая при этом удовольствие от самостоятельного поиска и испытывая  радость открытия. Передовая педагогика всегда видела   главную задачу обучения не в передаче знаний ученикам, а в развитии их самостоятельного творческого мышления. В настоящее время перед педагогической практикой ставится задача поиска и применения наиболее эффективных методов обучения, позволяющих заниматься исследовательской работой, как на уроках, так и во внеурочное время. Для организации эффективной исследовательской работы с учащимися, необходимо выяснить различия в свойствах личности учащихся, в их интересах, склонностях, способностях, различие «уровней интеллектуального развития», психологических установок на овладение знаниями. Исследовательская работа требует индивидуального дифференцированного подхода к каждому школьнику. Основными критериями дифференциации, лежащими в основе деления учащихся на типологические группы при организации исследовательской деятельности, являются уровень познавательного интереса, а также уровень сформированности исследовательских умений и навыков.

Уровень познавательного  интереса определяется как к предмету химия в целом, так и к отдельным видам деятельности на уроках химии. Организуя индивидуальную работу с учащимися, мы должны знать отношение каждого ученика к конкретному виду деятельности для того, чтобы в дальнейшем учитывать это отношение. При постепенном привлечении его к различным видам деятельности, развивается интерес к изучаемому предмету. Из анализа анкетирования учащихся установлено, что наибольшее нежелание у них вызывает работа с учебником и дополнительной литературой. Такое отношение к указанным видам деятельности объясняется их сложностью, слабыми умениями и навыками работы. Работа с литературой требует усидчивости, прилежания, настойчивости, умения читать. При анализе анкет учащихся также следует отметить низкий интерес учащихся к решению химических задач.

Для эффективного определения  интересов и склонностей учащимся с 8-го класса  в процессе изучения темы предлагается большое количество творческих заданий различного содержания и разной степени сложности, расширяя, таким образом, выбор видов деятельности, которые интересны учащимся, и таких заданий, которые каждый ученик может выполнить. При этом уровень подготовленности каждого учащегося к самостоятельному выполнению исследовательских заданий определяется  как с качественной, так и с количественной стороны. Количественные характеристики можно получить с помощью различных видов контроля знаний, умений и навыков.   Качественная характеристика уровня подготовки учащихся к осуществлению исследовательской деятельности определяется «зоной ближайшего развития». Можно выделить следующие основные критерии, определяющие уровень сформированности исследовательских умений и навыков:

• характер суждений и выводов (умение проводить аналогичные исследования, высказывать собственную аргументацию, находить рациональные пути решения проблемы);
• степень самостоятельности учащихся (самостоятельное выполнение исследования);
• степень сложности и число используемых учащимися понятий (привлечение знаний, полученных при изучении конкретной темы; использование знаний из разных тем курса и различных школьных дисциплин).

На основании данных подходов можно выделить следующие  уровни сформированности исследовательских  умений учащихся:

• низкий -  учащиеся могут выполнять единичные операции исследования, используя знания конкретной темы;
• средний - учащиеся могут логически связывать отдельные элементы исследовательской деятельности, совместно и под руководством учителя исследовать свойства веществ, явлений, рассматриваемых впервые;
• высокий- учащиеся комплексно используют  исследовательские умения, могут не только правильно выполнить аналогичные исследования, но и планировать совместную работу для проверки самостоятельно построенной гипотезы, способны находить рациональные пути исследования проблемы, решение которой требует актуализации знаний из различных школьных дисциплин.

   Качественные и количественные характеристики тесно связаны друг с другом в процессе коллективной деятельности и являются результатом совместной деятельности учащихся и учителя.  

Индивидуальный подход к организации исследовательской деятельности позволяет учитывать эти специфические для каждого ученика характеристики в большей степени, чем при традиционном обучении. Эти показатели не являются неизменными, они развиваются в процессе работы с учащимися.

Исследовательская деятельность может вызвать затруднения, но способствует большей самостоятельности.

А.С.Обухов, характеризуя учебно-исследовательскую деятельность, подчеркивает основную функцию: инициирование учеников к познанию мира, себя, и себя в этом мире. Учебно-исследовательская деятельность учащихся в его определении — творческий процесс совместной деятельности двух субъектов (учителя и ученика) по поиску неизвестного, в ходе которого осуществляется трансляция между ними культурных ценностей, результатом которой является формирование мировоззрения.

 Для освоения навыков  исследовательской работы на  уроках химии основная нагрузка  ложится на лабораторный практикум,  который является сочетанием  экспериментальной задачи, расчетной  части и теоретической работы  в виде формирования научной гипотезы и выводов и отражает основные этапы научно-исследовательской деятельности. Приобретенные навыки экспериментальной работы и освоение принципов исследовательской деятельности находят свое дальнейшее развитие в разработке проектов в области химии.

Для эффективной исследовательской  деятельности нужно соблюдать следующие  условия:

1. Ученик должен хотеть  проводить исследование. Этого должен  хотеть и учитель (провести  именно это исследование). Если  направление, тема не будут  интересны хотя бы одной из двух взаимодействующих сторон, исследования не получиться.

2. Ученик должен суметь  это сделать. Но, прежде всего  это должен уметь сделать учитель.  Как вы сможете руководить  исследовательской деятельностью,  если не представляете себе  всю структуру работы, не знаете методики, не можете определить направления детальности? Для выполнения работы у ученика уже должны быть сформированы определённые компетентности.

3. Ученик должен получить удовлетворение  от своей работы. (И учитель  тоже – от своей деятельности и от работы ученика).

          Обучая учащихся синтезу, анализу, аналогии, знакомя их с основными методологическими принципами такого рода деятельности (постановка проблемы, выдвижение гипотезы, анализ литературных и экспериментальных данных, теоретическое обоснование, выводы по достигнутым результатам), учитель  подготавливает ученика к осознанию необходимости самостоятельной исследовательской работы как наиболее полной формы реализации их творческого потенциала, самораскрытия и самореализации личности.

   Наиболее важными видами  исследований учащихся по химии  являются следующие: