Использование приемов исследовательской деятельности и технологии сотрудничества на уроках химии

Столбова Наталья Владимировна

Учитель химии

МАОУ СОШ № 37 г.Тюмени

Использование приемов

исследовательской деятельности и технологии сотрудничества на уроках химии

В преподавании химии, основная задача состоит в том, чтобы заинтересовать учащихся процессом познания: научить их ставить вопросы и пытаться найти на них ответы, объяснять результаты, делать выводы. Один из вариантов решения этой задачи - внедрение исследовательской работы в обучении. Для организации учащихся на уроке, развития их творчества использую следующие приемы исследовательской работы:
  1. В конце каждого урока или его части я не столько повторяю пройденный материал, сколько осуществляю рефлексию состояния ребенка, его отношения к происходящему, его переживаний на уроке в связи с тем содержанием и той деятельностью, которая либо коснулась его, либо захватила его, либо была для него полезна и интересна, либо он остался совершенно безразличен к происходящему. С целью рефлексии содержания урока учащимся предлагается закончить фразу: « Я прожил этот час не зря, потому что…» 
2.Чтобы ребёнку можно было раскрыться, важно обеспечить заинтересованность его своим уроком.

Создание мотивации к исследованию  возможно, например,
-интересным рассказом, например: «…через века и тысячелетия человек пронес уважение к металлу и его мастерам, добывающим и обрабатывающим его. Старинная легенда повествует о таком случае…».
Теперь можно поставить цель урока: почему же металлы так важны для человека, какими свойствами они обладают, давайте сейчас выясним. Посмотрите, на столе у вас находятся образцы металлов. Рассмотрим их, выполнив исследовательскую лабораторную работу «Физические свойства металлов».
-историческими хрониками:
В Средние века в Европе повсюду бушевали алхимические страсти, разжигаемые идеей получения золота из недефицитных материалов. В 1602 году болонский сапожник и по совместительству алхимик Касциароло подобрал в окрестных горах камень, который оказался настолько тяжелым, что не заподозрить в нем присутствие золота мог только полный профан. Минерал, получивший ряд названий - «солнечный камень», «болонский камень», «болонский самоцвет», стал объектом всевозможных реакций и экспериментов. Но время шло, золото не думало выделяться из минерала, и интерес к нему постепенно пропал.
Лишь спустя полтора столетия, в 1774 году, известные шведские химики Карл Шееле и Юхан Ганн подвергли «болонский камень» тщательному исследованию и установили, что в нем содержится особая «тяжелая земля», которая получила название сначала барот, а затем барит (от греческого слова «барос» - тяжелый). Сам же металл, образующий эту «землю», был назван барием.
- стихами 
Магний.
В природе магний - горы доломита
Нагромождает в горные хребты.
В асбесте, тальке он, и в магнезите,
В голубизне морских глубин.
Вопрос: « О каких свойствах магния рассказывают стихи? Теперь давайте проверим на опыте».
3. Ученикам предлагается составить карту идей, решений, проблем, открытий, изобретений, реформ и достижений по изучаемому предмету (науке). При этом выдаю им следующие задания: О чем думали и что чувствовали первооткрыватели, победители, потерпевшие поражение (например, Мейер, не сумевший до конца довести логику построения таблицы химических элементов?).
4. Ученикам выдаются лотки с реактивами и предлагается провести исследование, по результатам которого нужно заполнить пробелы в учебной карточке с пропусками важных предложений и слов. Учитель задает вопросы, а ученики должны вписать недостающее в соответствующие пропуски. Например: смеси отличаются от чистых веществ …………состава, возможностью разделения на химические…………..части физическими методами.
5. Делю класс на микрогруппы, даю задание. Например, «Предложите путь очистки выданной вам соли от примесей песка и древесных стружек. Свой способ проверьте экспериментально». Задача учеников состоит в том, чтобы как можно быстрее представить ответы, результаты и пояснение к ним в устной форме, если это потребуется
6. Хорошо бы каждый урок определять лучшего ученика по следующим категориям: смог впервые; победил благодаря упорству; проявил талант; проявил образец трудолюбия; сделал быстрее всех; сумел доказать; золотые руки химика; за активность; проявил исследовательский талант.
7. Предлагаю для решения расчётные задачи с исследовательским содержанием: в школьном химическом кабинете пролили на пол немного соляной кислоты, и к концу урока она полностью испарилась. Хотя хлороводород сильно токсичен и при вдыхании оказывает раздражающее действие, ученики не почувствовали никакого постороннего запаха. Много ли молекул НСl оказалось в воздухе, если масса хлороводорода, перешедшего в газообразное состояние, равна 1 г?
8. Если цель состоит в том, чтобы показать красоту и удивительность события, явления, его значимость и полезность, то задания даю такие:
1.Привести живые примеры красоты, используя химические термины.
2.Выяснить, в чем состоит удивительность этого явления для каждого из нас.
3.Какая реальная польза от понимания, изучения и использования полученных знаний может быть получена. 
9. Даю ученикам листок, на котором в середине его расположен некий текст, часть задачи. Задача учеников заключается в том, чтобы написать недостающий текст сверху и снизу имеющейся фразы. Или попробовать изложить, что должно было предшествовать фразе и чем она должна была заканчиваться. Пример задания: 
Давно известно, что …- яд, вызывающий слепоту. В организме человека и животных … превращается в муравьиную кислоту, препятствующую работе ………………. 
Дети обладают врождённой любознательностью, они - исследователи от рождения. Задача учителя - поставить их в положение добросовестных, а не «понарошку», сыщиков, тогда они способны горы свернуть. Информация, которая будет получена таким путем, усваивается, со стопроцентной эффективностью.

10. Использование ложных идей, информации, выводов. В своем сообщении допускаю ошибки, которые следует найти, или раздаю тексты, в которых заведомо искажена информация или запутаны определения, последовательность изложения, даются неверные толкования событий и процессов.
Пример 1. Известный шведский ученый Сванте Аррениус, еще в 1896 году, то есть 108 лет назад, рассчитал, что увеличение содержания углекислого газа в атмосфере в 2-3 раза повысит температуру воздуха вблизи поверхности Земли на 8-9 градусов, что обязательно приведет к естественному таянию льдов. Произойдет катастрофа. Однако, 20 млн лет назад концентрация углекислого газа в атмосфере равнялась 0,1 %, средняя температура воздуха была выше современной на 5-6°С, а в районе теперешнего Якутска росли леса грецкого ореха. Никакой катастрофы не произошло. Чем вы это можете объяснить? 
11. Развитие исследовательских навыков при работе с литературой, интернет – ресурсами.
Учащиеся выслушивают выступления одноклассников и заполняют первый столбик таблицы, затем выполняют эксперимент и заполняют второй столбик таблицы.
Что мы знаем об алюминии из исторических хроник? Что узнали об алюминии на уроке?
12. Предлагаю на доске группу репродуктивных или проблемных вопросов и заданий по изученному материалу, заранее проставив балл сложности или ту оценку, которую могут получить ученики при выполнении каждого задания. Затем ученики в паре выбирают себе задание (или задания) и начинают совместно готовиться к решению или ответу, затем они обсуждают или решают возникшие проблемы и, наконец, каждый из них готовит задания или вопросы для своего товарища, на которые следует дать решения или ответ, после чего они обсуждают, какую оценку заработал каждый из них или они вместе, и передают лист анализа совместной деятельности мне. Примеры заданий:
1.Почему алюминиевая посуда не разрушается в кипящей воде и
не подвергается атмосферной коррозии?(4балла)
Планируемый ответ: Потому, что сверху металл алюминий покрыт прочной оксидной пленкой.
2. При производстве алюминиевой проволоки расплавленный алюминий выпускают через круглое отверстие. Струя затвердевает, не разбиваясь на капли. Почему?(5 баллов)
  Планируемый ответ: Это мгновенно образуется оксид алюминия - очень прочное соединение. Оно и застывает в виде капли. 

Формами исследовательского обучения также являются:

1. Проблемная ситуация

Способы создания проблемной ситуации могут быть самыми разнообразными.

К ним можно отнести:

1. Демонстрацию или сообщение некоторых фактов, которые учащимся неизвестны и требуют для объяснения дополнительной информации. Они побуждают к поиску новых знаний. Например, учитель демонстрирует аллотропные видоизменения элементов и предлагает объяснить, почему они возможны, или, например, учащиеся еще не знают, что хлорид аммония может возгоняться, а им предлагают вопрос, как разделить смесь хлорида аммония и хлорида калия.

2. Использование противоречия между имеющимися знаниями и изучаемыми фактами, когда на основании известных знаний учащиеся высказывают неправильные суждения. Например, учитель задает вопрос: «Может ли при пропускании оксида углерода (IV) через известковую воду получиться прозрачный раствор?» Учащиеся на основании предшествующего опыта отвечают отрицательно, а учитель показывает демонстрационный опыт с образованием гидрокарбоната кальция.

3. Объяснение фактов на основании известной теории. Например, почему при электролизе сульфата натрия на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород? Учащиеся должны ответить на вопрос, пользуясь справочными таблицами: рядом напряжения металлов, рядом анионов, расположенных в порядке убывания способности к окислению, и сведениями об окислительно-восстановительной сущности электролиза.

4. Построение гипотезы на основе известной теории, а затем ее проверку. Например, будет ли уксусная кислота как кислота органическая проявлять общие свойства кислот? Учащиеся высказывают предположение, учитель ставит эксперимент или проводится лабораторный, а затем дается теоретическое объяснение.

5. Нахождение рационального пути решения, когда заданы условия и дается конечная цель. Например, учитель предлагает экспериментальную задачу: даны три пробирки с веществами; определить эти вещества наиболее коротким способом, с наименьшим числом проб.

6. Нахождение самостоятельного решения при заданных условиях. Это уже творческая задача, для решения которой недостаточно урока, поэтому для решения проблемы необходимо вне урока использовать дополнительную литературу, справочники. Например, подобрать условия для определенной реакции, зная свойства веществ, вступающих в нее, высказать предположения по оптимизации изучаемого производственного процесса.

Наиболее удачно найденной проблемной ситуацией следует считать такую, при которой проблему формулируют сами учащиеся.

2.Проблемная лекция. Жанр лекции предполагает, что ин­формация по большей части исходит от

преподавателя, который сам раскрыва­ет суть учебной проблемы. Если ауди­тория не слишком велика,

учащиеся могут участвовать в формулировании проблемы и поисках её решения.

3.Проблемный семинар. Традиционно семинар отличается от лекции тем, что основная часть време­ни отводится на высказывания детей.

4.Экскурсия с проблемно-исследовательским компонентом

Так же, как и урок, экскурсия мо­жет содержать проблемные вопросы или даже исследовательские

задания. Фраг­менты экскурсии могут строиться как эвристическая или проблемная беседа.

5.Лабораторная или практическая работы

Лабораторная и практическая рабо­ты, традиционно являющиеся неотъем­лемой частью школьного

обучения предметам естественно - научного цикла, имеют большое значение в исследова­тельском

обучении. При проведении таких занятий важно использовать ма­териал, который не может быть

проана­лизирован на обычных уроках, иначе создастся искусственность и «притянутость», а учащиеся

очень хорошо это чувствуют.

6.Мысленный эксперимент, который способствуетразвитию умения рассуждать.Это задания, в которых требуется получить конкретное вещество из предложенных; получить вещество несколькими способами; провести все характерные и качественные реакции, свойственные данному классу веществ; выявить генетическую связь между классами неорганических веществ.

Например, при изучении темы “Электролитическая диссоциация” традиционное экспериментальное определение электрической проводимости веществ с помощью прибора начинается с мысленного эксперимента. После этого проводим демонстрационный эксперимент. Учащиеся сравнивают и анализируют результаты, выполняют в тетрадях рисунки и схемы, записывают уравнения реакции электролитической диссоциации.

Приведемпримеры заданий мысленного эксперимента.

1. В реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее снова взвесили. Изменилась ли масса и почему? Затем открыли зажим. Изменилась ли масса и почему?

2. На чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида натрия и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему?

По результатам выполнения заданий учитель может судить о готовности ученика к практическому проведению работы.

При изучении качественных реакций на ионы учащиеся приобретают умение составлять план распознавания веществ. Класс разделяется на группы каждой группе дается задание составить план определения в трех пронумерованных пробирках растворов сульфата, карбоната и хлорида натрия. Обязательные условия: наглядность, желаемые условия: быстрота и минимум затраченных реактивов. Каждая группа защищает свой план, используя ранее полученные знания, записывает молекулярные и ионные уравнения реакций. В заключении учащиеся проводят лабораторный опыт, реализуя свой план на практике

7.Урок с элементами исследовательской деятельности и урок - исследование

На таком уроке учащиеся отрабаты­вают отдельные учебные приёмы, со­ставляющие

исследовательскую дея­тельность. По содержанию элементов исследовательской деятельности уроки такого типа могут быть различными, например уроки по выбору темы или метода исследования, по выработке умения формулировать цель исследова­ния, уроки с проведением эксперимен­та, работа с источниками информации, заслушивание сообщений, защита ре­фератов и т. д. В композиции урока элементы исследовательской деятельности должны предшествовать объясне­нию нового материала или заменить со­бой этот этап урока. На стадии закреп­ления материала элементы исследова­тельской деятельности менее уместны.

Освоение учащимися исследователь­ских знаний и умений должно прохо­дить поэтапно, с постепенным увеличе­нием степени самостоятельности уче­ника в его исследовательской учебной деятельности. По уровню самостоятельности учащихся, проявляемой в исследовательской деятельности, уро­ки-исследования могут соответствовать начальному (урок «Образец исследова­ния»), продвинутому (урок «Исследова­ние») или высшему уровню (урок «Соб­ственно исследование»).

8.Домашний эксперимент также используется как вид самостоятельной

исследовательской работы, например «Получение дистиллированной воды и

изучение ее свойств», «Определение щелочного характера мыльного раствора с

помощью самодельных индикаторов (сока черной смородины или свекольного

сока)», «Выращивание кристаллов»,  «Определение жесткости воды», «Скорость

горения свечи», «Определение химической активности кислот». При подборе домашнего задания

нужно исходить из того, что оно должно быть не тягостным, а привлекательным, необычным,

посильным, обязательно проверенным и оцененным.

На уроках с элементами исследования или уроках-исследованиях целесообразноиспользование технологии сотрудничества (работу в малых группах). Главная идея обучения в сотрудничестве – учиться вместе, а не просто помогать друг другу, осознавать свои успехи и успехи товарищей. Чтобы группы не мешали работать друг другу во время обсуждения необходимо рассаживать учеников «нос к носу». Расположение столов такое, чтобы дети могли общаться в процессе совместной деятельности (видеть лица друг друга). Класс можно разделить на группы разными способами:

- «Соседи» (парные группы);

- «Друзья» (четвёрки);

- творческое объединение «Тёзки» (класс делится на группы по начальной букве алфавита или имени).
Для продуктивной работы в группе каждый ученик должен чётко знать и придерживаться правил работы в группе. Необходимо соблюдать следующие принципы построения групповой работы на уроке: 
- сообщение цели сотрудничества перед любой работой:
- каждый ученик внесёт собственный вклад в общее дело, выскажет свои идеи, будет внимательно выслушивать партнёров, чётко следя за тем, чтобы у всех были равные возможности на участие в работе;
- каждый член группы должен понимать, что он делает и как следует выполнять задание.
Отслеживание активности группы на протяжении всей работы:
- учитель должен по необходимости оказывать помощь.
- выставление оценок – одна на всю группу:
- при обобщении учебного материала считаю существенной не балловую оценку, а достижение группы, хотя каждый балл должен быть обоснован: оценивается группа и каждый ученик ответственен за общую (групповую) оценку; именно это является стимулом сотрудничества: все должны помогать друг другу.

Именно технология сотрудничества направлена максимально на развитие коммуникативных компетенций личности: учащимся прививаются навыки общения, чувство самоуважения. Каждый получает возможность обратиться за разъяснением и получить более полную информацию от своих сверстников. Ученик, рассматривая одну и ту же проблему, смотрит на неё своими глазами и глазами других ребят.

Приём «Пила» предназначен для групповой работы. Учащиеся организуются в группы по 4-6 человек для работы над учебным материалом, который разбит на фрагменты. Каждый член группы, работая над предложенным ему заданием, находит материал по своей части. Затем учащиеся, изучающие один и тот же вопрос, но состоящие в разных группах, встречаются и обмениваются информацией, как эксперты по данному вопросу. Затем они возвращаются в свои группы и обучают всему новому, что узнали сами, членов своей группы, которые, в свою очередь, докладывают о своей части задания. Считаю, что этот приём располагает ученика к общению, зарождает в нём искренность, создаёт условия для глубоких и многосторонних взаимоотношений. Ни один ученик не остаётся в стороне, чтобы не высказаться по изучаемому материалу.

Метод «Вертушка» Использование этого метода эффективно применять при проверке домашней работы. Ребятам «по вертушке» предлагается проверить домашнее задание. Если у кого-то выявляется ошибка, её можно исправить только после того, как ученик поймёт, почему он её допустил. Около исправленной ошибки пишется объяснение, почему он её допустил. Затем группа может сложить вместе свои тетради, подписать «проверено». Это значит, что все согласны с решением. Учитель, проверив одну тетрадь, оценивает всю группу.

Диалог при организации групповых дискуссий
Учащиеся работают в группах до 6 человек, выбирается подтема общей темы, затем в малых группах эта подтема разбивается на индивидуальные задания для отдельного ученика. Каждый, таким образом, должен внести свою лепту в общую задачу. Такой коллективный диалог вовлекает ученика в активную познавательную деятельность, учит участвовать в дискуссии, учит чётко отвечать на вопросы, выслушивать другие точки зрения. Диалог является наиболее распространённым типом общения, где лучше всего может развернуться и проявиться равноправие взаимосвязанных субъектов. В ходе коллективного диалогового обучения учащиеся учатся критически мыслить, решать сложные проблемы на основе анализа, обстоятельств и соответствующей информации, взвешивать альтернативные мнения, принимать продуманные решения, участвовать в дискуссиях, общаться с другими людьми. Важно, чтобы вопросы были дивергентные, т.е. не предполагали единственно правильного ответа и открытого типа, т.е. не предполагали односложного ответа.

Таким образом, данные приёмы и методы работы на уроке вызывают у детей интерес, учат рассуждать на заданную тему, строить правильные предложения

Общеизвестно, что нельзя человека научить на всю жизнь, его надо научить учиться всю жизнь. Именно этому способствует использование исследовательской деятельности в сочетании с технологией сотрудничества.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/107033-ispolzovanie-priemov-issledovatelskoj-dejatel