Проблемні методи навчання на уроках хімії (з власного досвіду)

Проблемні методи навчання на уроках хімії ( з власного досвіду)

Проблемні методи навчання є одними з найбільш ефективних підходів до викладання хімії, оскільки вони сприяють розвитку критичного мислення, самостійності та творчої активності учнів. Суть цих методів полягає у створенні на уроці проблемної ситуації, розв'язання якої вимагає від учнів пошуку нових знань, умінь та способів дій.

На моє глибоке переконання, проблемне навчання — це організація навчального процесу, що передбачає постановку перед учнями проблемних завдань (питань, задач, експериментів), розв'язання яких здійснюється під керівництвом учителя і за умови самостійної пізнавальної діяльності учнів. Це не просто подача готових знань, а спільний пошук істини.

       В чому я бачу переваги використання проблемних методів на уроках хімії. Найбільша перевага - підвищення мотивації, зацікавленість у розв'язанні проблеми стимулює учнів до активного навчання та пізнання, розвиток мисленнєвих навичок, формується здатність до аналізу, синтезу, узагальнення та аргументації, формування самостійності,  учні вчаться планувати свою діяльність, висувати гіпотези та перевіряти їх, більш глибинне розуміння матеріалу, знання, здобуті в процесі самостійного пошуку, є більш стійкими та усвідомленими.

Форми та методи проблемного навчання на уроках хімії, які використовую я на своїх уроках.

1.Проблемний виклад навчального матеріалу. При такому підході не обов’язково ставити проблемні питання та разом з учнями їх розв’язувати. Можна подавати матеріал у цікавій проблематичній формі.  Мету яку я ставлю – зацікавити учнів, звернути увагу, що знання можуть бути цікавими та доступними. Цікава подача навчального матеріалу означає використання різноманітних, нетрадиційних, креативних та захоплюючих  засобів для представлення інформації учням. Це набагато більше, ніж просто читання лекції чи передача інформації  підручника. Зацікавити, мотивувати та стимулювати пізнавальну активність, щоб матеріал краще засвоювався і запам'ятовувався. Зв'язок із життям -пояснення, приклади та завдання мають бути релевантними, практичними та пов'язаними з реальним світом або досвідом слухачів. Створення можливостей для діалогу, обговорення  у процесі подачі нового матеріалу. Обов’язково - емоційне залучення – в икористання гумору, історій, несподіваних фактів чи ігор, що викликають позитивні емоції та роблять процес приємнішим. Постійно  урізноманітнюю  формат подачі -чергування різних видів діяльності: візуальних, аудіальних, кінестетичних (практичних) для задоволення різних стилів навчання.

2.Метод евристичних питань. Метод евристичних питань – це метод навчання, заснований на майстерно поставлених учителем запитаннях, які спонукають учнів самостійно знаходити відповіді та формулювати висновки на основі власних знань і життєвого досвіду. Він допомагає уникнути пасивного сприйняття інформації, активізує пізнавальну діяльність та розвиває критичне мислення, дозволяючи учням самостійно «відкривати» нові знання. 

Евристичні запитання на уроці хімії — це питання, які не мають однієї прямої відповіді і спонукають учнів до активного мислення, аналізу, порівняння, побудови гіпотез та пошуку зв'язків. Вони допомагають самостійно "відкрити" знання або сформулювати висновок. Ось приклади евристичних запитань до різних тем з хімії, які я використовувала при викладанні хімії.

Навіщо нам потрібні знання про будову атома у повсякденному житті, окрім як для іспиту?

Як хімічні процеси в організмі людини пов'язані з процесами, які ми спостерігаємо в неживій природі?

Чим відрізняється наукова хімія від алхімії? Що є спільним для них?

Що станеться, якщо з таблиці Менделєєва зникне цілий період? Як це вплине на властивості елементів, що залишилися?

Чому один і той же реагент може виступати як окисник в одній реакції і як відновник в іншій?

Як ви можете пояснити процес іржавіння металу, використовуючи знання про будову речовини та хімічні зв'язки?

Що потрібно змінити в умовах реакції, щоб вона пішла у зворотному напрямку?

Які можуть бути наслідки використання хімічних каталізаторів у промисловості, про які не говорять у підручниках?

Чому вода, будучи простою молекулою (H2​O), має такі унікальні властивості (наприклад, аномально високу температуру кипіння), порівняно зі схожими сполуками (H2​S, H2​Se)?

Де у природі можна знайти приклади хімічного зв'язку, який ми вивчали, і як його властивості впливають на оточуючий світ?

Як, знаючи хімічну формулу невідомої сполуки, ви можете передбачити її розчинність у різних розчинниках?

 Які фактори можуть вплинути на вихід хімічної реакції в лабораторних умовах? Як ви можете контролювати їх усі?

Що могло піти не так, якби в експерименті використовувалася не чиста речовина, а суміш?

Як можна було б перевірити вашу гіпотезу про залежність швидкості реакції від концентрації, використовуючи лише підручні матеріали?

Навіщо хімікам потрібні знання з фізики та математики для проведення якісних експериментів?

Чому деякі гази, наприклад інертні, вважаються "безпечними", тоді як інші, схожі на них, — отруйні?

3.Метод – проблемних  завдань  на уроці хімії. Це завдання, яке свідомо створює пізнавальну суперечність між наявними знаннями учнів та новою інформацією чи явищем. Воно вимагає від учнів самостійного пошуку нового знання, формулювання гіпотез і їх перевірки.

Ось приклади проблемних завдань, які я використовувала на уроках хімії.

Проблемне завдання: Вивчаючи будову атома Карбону, ми бачимо, що він має лише два неспарені електрони (2p2), що мало б пояснювати його валентність II. Однак, у переважній більшості сполук Карбон проявляє валентність IV (наприклад, у CH4​ або CO2​). Питання для обговорення: Чому елемент, маючи лише два неспарені електрони в основному стані, утворює чотири хімічні зв'язки? Як це можна пояснити, не порушуючи законів хімії? Очікуване рішення - учні мають прийти до розуміння збудженого стану атома та явища гібридизації орбіталей.

Проблемне завдання: У вас є дві пробірки з розчинами солей: натрій хлорид (NaCl) та натрій карбонат (Na2​CO3​). При додаванні індикатора фенолфталеїну в першу пробірку розчин не змінює кольору, а в другій — стає малиновим. Питання для обговорення: Чому ці дві солі, обидві розчинні, поводяться по-різному в розчині? Яка хімічна реакція відбувається у пробірці з Na2​CO3​ і не відбувається у пробірці з NaCl? Очікуване рішення - учні мають усвідомити, що Na2​CO3​ — сіль, утворена сильною основою та слабкою кислотою, що спричиняє гідроліз по аніону та накопичення OH− іонів (лужне середовище). NaCl гідролізу не піддається.

Проблемне завдання: Спирти мають набагато вищі температури кипіння (наприклад, етанол 78∘C), ніж відповідні їм за молекулярною масою прості ефіри (наприклад, диметиловий ефір −24∘C) або навіть вуглеводні (наприклад, пропан −42∘C). Питання для обговорення, чому ці органічні сполуки, які мають майже ідентичну молекулярну масу, вимагають значно різної кількості енергії для переходу в газоподібний стан? Очікуване рішення - учні мають пригадати та пояснити роль водневих зв'язків між молекулами спиртів (завдяки наявності гідроксильної групи −OH) як додаткових, енергоємних сил притягання.

Проблемне завдання: Багато хімічних заводів замінюють дорогі та токсичні каталізатори (наприклад, на основі платини) на ферменти (біологічні каталізатори) для проведення промислових реакцій. З точки зору чистої хімії, неорганічні каталізатори часто працюють швидше і витримують вищі температури. Питання для обговорення - навіщо промисловість свідомо обирає "повільніші" та більш "тендітні" (чутливі до температури та рН) ферменти? Які переваги використання біокаталізаторів для екології, економіки та безпеки? Очікуване рішення - учні мають порівняти: селективність ферментів (менше побічних продуктів, менше відходів), умови проведення реакцій (нижчі енерговитрати), відновлюваність ресурсу та екологічність (менша токсичність).

Проблемна завдання: За підручником відомо, що підвищення температури завжди збільшує швидкість хімічної реакції. Однак, якщо ми спробуємо запалити суміш водню та кисню (2H2​+O2​) при кімнатній температурі, реакція не піде, але якщо ми зануримо в суміш холодний шматочок платини, реакція відбудеться миттєво з вибухом. Чому всупереч загальному правилу про температуру, холодний каталізатор (Pt) виявився ефективнішим для початку реакції, ніж підвищення температури? Напрямок пошуку, учні мають усвідомити роль енергії активації та відмінність між тепловою енергією і каталітичною дією (каталізатор знижує енергію активації, відкриваючи новий, легший шлях реакції).

Таким чином, проблемні методи навчання на уроках хімії перетворюють учнів із пасивних спостерігачів на активних учасників пізнавального процесу. Вони є потужним засобом для формування компетентностей 21-го століття — креативності, критичного мислення, комунікації та співпраці. Успішне застосування цих методів вимагає від учителя майстерності, здатності створювати змістовні та цікаві для учнів проблеми.