ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ КАК СРЕДСТВА РАЗВИТИЯ ЛОГИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ СТУДЕНТОВ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ХИМИИ

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены вопросы о проблемном обучении, а также познавательной активности и самостоятельности студентов на занятиях химии через решение проблемных задач. Проблемное обучение является необходимым условием повышения мотивации студентов к самообразованию, способствует развитию творческих способностей студентов. Проблемное обучение проводится с использованием кейс-метода, межпредметных связей (МПС) как дидактического принципа в обучении, что на сегодняшний день актуально.

ABSTRACT

The article discusses questions about problem-based learning, as well as cognitive activity and independence of students in chemistry classes through solving problem problems. Problem-based learning is a necessary condition for increasing students' motivation for self-education and contributes to te development of students' creative abilities. Problem-based learning is carried out using the case method, interdisciplinary connections (ISC) as a didactic principle in teaching, which is relevant today.

Ключевые слова: проблемное обучение, метод сase-study, межпредметные связи, химия, познавательная самостоятельность, качество знаний.

Keywords: problem-based learning, сase-study method; interdisciplinary connections, chemistry, cognitive independence, quality of knowledge

Введение. Современный этап развития общества выдвигает особые требования к перестройке содержания системы высшего образования. Среди дисциплин, составляющих базовую подготовку специалистов технических вузов, является химия, цель изучения которой является не только формирование определённых теоретических знаний, практических умений и навыков студентов, но и формирование познавательной самостоятельности студента, развитие его творческих способностей. Цель работы – совершенствование учебной деятельности на занятиях химии при применении технологии проблемного обучения. Его суть заключается в том, что преподаватель не выступает в роли информатора, т.е. всё готовое студентам не даёт, а организует познавательную деятельность студента, старается сделать из студента активного участника учебного процесса. Студент может усвоить материал только, если он заинтересован предметом. Например, ставится студентам задача с познавательными элементами, которая требует решения и в результате совместной деятельности с преподавателем студенты сами находят новые знания для себя, тем самым вырабатывая логическое мышление. [5, с.3].

Н.Г. Дайри, исследователь проблемного обучения, считал, что «Обучение проблемно, если оно всем своим содержанием и способом раскрытия ставит какой-то вопрос, требующий решения, но прямого решения не дает и побуждает студентов искать ответ. Иначе возникает проблемная ситуация». В проблемном обучении знания «не передаются студентам в готовом виде, а приобретаются ими в процессе самостоятельной познавательной деятельности в условиях проблемной ситуации» [3, с.124, 10].

Материалы и методы. Основой для работы явились концепция «problem solving» Дж.Дьюи [2, с.119], теория проблемного обучения Д.Пойа,  М.И.Махмутова [7, с.118, 246, 253–254], И.Я.Лернера [6, с.3]., Т.А.Ильиной (познавательная самостоятельность и творчество обучающихся) [4, с.39], теория мышления С.Л.Рубинштейна [8, с.252].

На своих занятиях применяются следующие приёмы для создания проблемной ситуации: – предлагается студентам самим искать путь разрешения ситуации; – излагается один и тот же вопрос с разной точки зрения [5, с.436].;

– предлагается студентам увидеть проблему со стороны химика, математика, физика;

– развиваются у студентов умения сравнивать, обобщать факты, делать выводы;

– формулируются проблемные вопросы и задачи [3, с.257].

Создать проблемную ситуацию можно и при объяснении нового материала, и на лабораторных занятиях, и на занятии закреплении знаний по теме. Например, на лабораторном занятии по теме «Растворы» студенты должны будут провести химический эксперимент «Амфотерность гидроксида цинка», который также может выступать как проблемная задача. Но прежде чем, рассмотреть его свойства, надо будет сначала его получить при взаимодействии растворимой соли цинка со щёлочью. Затем содержимое пробирки делят пополам и в одну из них добавляют избыток гидроксида натрия, а в другую – сильную кислоту, или соляную, или серную. На опыте они видят, что осадок гидроксида цинка растворяется в обеих пробирках. У студентов возникает противоречие, они из теоретического материала знают, что растворимые и нерастворимые основания не взаимодействуют друг с другом и делают свои выводы. Но, чтобы решить эту проблему, им необходимы знания о свойствах нерастворимых оснований, среди которых есть амфотерные, проявляющие двойственность характера. Для лучшего понимания, будут ли вещества реагировать между собой, пойдёт ли реакция, как пишется уравнение реакции, даём студентам небольшую подсказку!

«Шпаргалка» для написания этих реакций:

кис + кис

осн + осн (исключение, а, если одно из них амфотерно, то пойдёт

осн + кис → соль + вода, где кис, осн – это корни слов «кислота» или «кислотный», «основание» или «основной», означает, что реакции не будет

Из курса «Физики» студенты знают, что одноимённые заряды отталкиваются, а разноимённые притягиваются, поэтому кислоты или кислотные оксиды между собой взаимодействовать не будут.

ZnSO₄ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Zn(OH)₂↓ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O

Zn(OH)₂↓ + 2NaOH → Na₂ZnO₂ + 2H₂O

Гидроксид цинка – основание, нерастворимое в воде, гидроксид натрия – растворимое в воде основание. Чтобы пошла реакция, одно из них амфотерно, это и есть гидроксид цинка. Поэтому студенты должны представить его формулу в виде кислоты Zn(OH)₂ → H₂ZnO₂, тогда можно увидеть, что получается.

Или, по теме: «Металлы и их свойства», анализируя электрохимический ряд напряжений металлов, последовательность расположения в нём металлов, студенты говорят, что начинается он щелочным металлом литием, поэтому считают, что раз он находится первым в этом ряду, то имеет высокую металлическую активность по сравнению с другими. Но, когда преподавателем предлагается посмотреть таблицу Менделеева, они делают вывод, что этот металл стоит в 1 группе главной подгруппы, значит, он характеризуется низкой активностью. Возникшее противоречие студенты могут разъяснить и сами, при условии, если они проанализируют роль воды, как растворителя, зная по теории, что электрохимический ряд активности металлов составлен для водных растворов.  

Результаты и обсуждение. В процессе преподавания результативным методом обучения является метод case-study, его суть «заключается в осмыслении, анализе и решении конкретных проблем». Это один из активных методов обучения [1, с.39, 11]. Новизной в применении является то, что кейсы представляются студентам в виде химических загадок в стихотворной форме. Каждое используемое в кейсе стихотворение несёт в себе определённую учебную цель и имеет химический смысл. Это делает занятие современным, интересным и имеет особую привлекательность, а также является одним из способов развития интереса к химии как к науке, тем самым способствует развитию логического мышления студентов. Студенты больше читают литературу, изучают предмет. Конечно, всё это способствует лучшего усвоению теоретического материала лекции, а между студентами на занятии получаются игры-соревнования.

Кейс-информационный по теме «Неметаллы»:

Сосед углерода привык к работе, замену ему нигде не найдете.
Если бы этот пропал элемент, где бы мы взяли кирпич и цемент,
Чем бы стеклили окно, и куда делись бы кварц, и фарфор, и слюда?
Пляжи песчаные, толщи подземные, где бы все это было без _?

Вопросы:

1. Назовите данный элемент и дайте ему характеристику.

2. Какие соединения данного элемента вы знаете? Назовите их и напишите структурные формулы.

3. Напишите электронную конфигурацию атома этого элемента.

4. Не глядя в таблицу Менделеева определите, в каком периоде, группе находится данный элемент, какова его максимальная и минимальная степень окисления.

5. Формула оксида с максимальной степенью окисления.

В процессе практической работы важное место занимает использование межпредметных связей химии с математикой, информатикой, физикой, географией, английским языком. Знание этих предметов помогают студентам решить многие проблемные вопросы. Например, тема, связанная с физикой: “Электрохимические свойства металлов”. В процессе знакомства студентов с работой гальванических элементов выясняется, что катодом является положительно заряженный электрод, а анодом – отрицательно заряженный, что противоречит общеизвестным определениям катода и анода. Данное противоречие студенты могут понять после анализа окислительно-восстановительных реакций, протекающих на электродах при работе гальванических элементов и в процессе электролиза. Выясняется, что на катоде всегда происходит реакция восстановления, а на аноде – реакция окисления. Студенты делают вывод о принадлежности электрода к тому или иному виду не его зарядом, а сущностью протекающего на нем электрохимического процесса.  

Заключение. Таким образом, в развитии логического мышления, творческих способностей студентов, правильном применении полученных знаний на практике, важное место занимает технология проблемного обучения, которая способствует формированию инновационного типа мышления в условиях развивающегося информационного пространства, умению анализировать информацию, способного обеспечить высокий уровень подготовки современного специалиста. Целесообразность применения определяется и тем, что с её помощью эффективно реализуются дидактические принципы, как научность, доступность, наглядность, сознательность, индивидуальный подход к обучению и самостоятельность.

Список литературы:

1. Гарибян И. Применение кейс-технологии при обучении химии. Международная научная конференция «Инновация – 2017». ТашГТУ, октябрь. Сборник научных статей, с.39.
2. Дьюи Дж. Демократия и образование / пер. с англ. М.: Педагогика, 2000.-383с.
3. Ёдгоров Б.О., Курбанова А.Дж. Применение ИКТ для совершенствования общего химического образования// Общество и инновации. 2021, №4/S,   С.- 257-261.
4. Ильнина Т. А. «Проблемные ситуации и пути их создания на уроке», М., 2005.
5. Kurbanova A. Dj. Case-study method for teaching general and inorganic chemistry// Academic Research in Educational Science. 2021, №6, Page. 436- 443.
6. Лернер И. Я. «Проблемное обучение», М, 2004, с.3.
7. Махмутов И. И. Проблемное обучение, М, 2005, с.124-125.
8. Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. СПб.: Питер, 2002. 720 с.
9. Markova, S.M., Bulaeva, M.N., Vaganova, O.I., Smirnova, Z.V., Lapshova, A.V. Arrangement of Independent Work of Future Economists at the University. Lecture Notes in Networks and Systems 73, 2019, с. 381-390 https://www2.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85070567473&origin=resultslist&sort=plf-f&src=s&st1=learning+motivation&nlo=&nlr=&nls=&sid=2d86478db834c7a9537ff1c5dba9b7ea&sot=b&sdt=b&sl=34&s=TITLE-ABS-KEY%28learning+motivation%29&relpos=44&citeCnt=0&searchTerm
10. http://apps.webofknowledge.com/Search.do?product=WOS&SID=C21tQNJhKWuYNDl9Kzk&search_mode=GeneralSearch&prID=c3cdcef4-dbea-4519-a864-30273d89fd48