Формирование исследовательских умений у учащихся 9-х классов на уроках химии Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Международный электронный научный журнал ISSN 2307-2334 (Онлайн)

Адрес статьи: pnojournal.wordpress.com/archive18/18-02/ Дата публикации: 1.05.2018 № 2 (32). С. 129-133.

УДК 372.8 в. в. пднькинА, н. в. жуковА, д. Е. синичкин

Формирование исследовательских умений у учащихся 9-х классов на уроках химии

В данной работе указывается на необходимость формирования исследовательских умений у учащихся 9-х классов при изучении химии. На основе анализа литературы представляется структура и содержание исследовательского умения в отношении предметной подготовки. С использованием обозначенных категорий рассматриваются основные этапы формирования исследовательских умений у девятиклассников при изучении химического материала. Анализируются результаты реализации соответствующих этапов в итоге изучения раздела «Растворы. Теория электролитической диссоциации».

Ключевые слова: исследовательская деятельность, исследовательские умения, этапы формирования исследовательских умений

Perspectives of Science & Education. 2018. 2 (32)

International Scientific Electronic Journal ISSN 2307-2334 (Online)

Available: psejournal.wordpress.com/archive18/18-02/ Accepted: 1 April 2018 Published: 1 May 2018

No. 2 (32). pp. 129-133. w w n> mw-7 r^ i- r-

v. v. pankina, N. v. zhukova, D. E. sinichkin

Formation of research skills in 9th grade students at chemistry lessons

In this paper, we point out the need for the development of research skills in students of the 9th grade when studying chemistry. Based on the analysis of the literature, the structure and content of the research skills in relation to substantive training is presented. Using the indicated categories, the main stages of the formation of research skills in the ninth-graders in the study of chemical material are examined. The results of realization of the corresponding stages as a result of studying the section «Solutions are analyzed. Theory of electrolytic dissociation».

Keywords: research activity, research skills, stages of formation of research skills.

2015 году все российские школы осуще-А^ ствили переход на новый Федеральный го-{/^у сударственный стандарт основного общего образования, в котором одно из центральных мест, занимает проблема развития исследовательских умений учащихся. Поэтому в процессе современного химического образования усиливается внимание на целенаправленном формировании умений анализировать проблемные ситуации, понимать противоречия, планировать исследовательские действия, решать сложные задачи, делать выводы, выстраивать сложные суждения и умозаключения [1].

Среди разнообразных направлений современных методик и технологий исследовательская деятельность является наиболее эффективной для приобретения опыта мыслительной деятельности, в результате отработки определенных алгоритмов действий и мыслительных

операций. В её основе лежит обучение учащихся самостоятельным способам добывания и переработки информации в условиях образовательной среды.

Говоря о «первопроходцах» в области идеи включения, учащихся в исследовательскую деятельность, в первую очередь хотелось бы сказать о российском педагоге, основоположнике методики преподавания естествознания как научной дисциплины и метода практических и лабораторных работ а. Я. Герда, историке и публицисте М. М. Стасюлевича, член-корреспондент по разряду физическому Физико-математического отделения Р. Э. армстронга и естествоиспытателя Т. Гексли, сформулировавших общую идею исследовательского метода, для наиболее эффективного достижения целей обучения [2].

Базовыми моделями формирования учебно-исследовательской деятельности являются

исследования современной дидактики, получившие развитие в трудах В. И. Андреева, Ю. К. Бабанского, Б. П. Есипова, В. И. Загвязинского, И. Я. Лернера, П. И. Пидкасистого, М. Н. Скаткина, П. М. Эрдниева и др.

Современные авторы А. В. Леонтович, А. С. Обухов, А. И. Савенков трактуют исследовательскую деятельность, как систему взаимосвязанных приемов, форм и методов организации образовательного процесса, направленных на приобретение обучающимися функционального навыка исследования, развития способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции обучающегося в образовательном процессе на основе приобретения субъектно новых знаний [4].

В исследовательской деятельности ведущая роль принадлежит исследовательским умениям. Согласно И. А. Игошеву «исследовательские умения - это умения, которые подразумевают самостоятельное выполнение учащимися работы с элементами исследования, самостоятельное проведение ими поискового эксперимента, выдвижение гипотез и обоснование учащимися методов проверки справедливости этих гипотез» [5].

Исследовательские умения, можно разделить на группы в соответствии с этапами построения исследовательской деятельности:

1) умения постановки проблемы, создания проблемной ситуации, обеспечивающее: обнаружение противоречий, формулирование вопроса, выдвижения гипотез;

2) умения планирования исследовательской деятельности и поиска решения проблем: смысловое чтение текста, анализ и структурирование полученной информации, выделения основных понятий;

3) умения проведения исследований и поэтапного контроля с коррекцией полученных результатов: составления плана эксперимента и его проведение для доказательства выдвинутых гипотез, формулирования выводов и умозаключений;

4) умений представления и оформления результатов исследования: заполнения таблиц и составления графиков, обсуждения, объяснения и представления результатов исследования [6].

С целью выявления возможности проведения исследовательской деятельности на уроках химии и диагностики уровня сформированности исследовательских умений был проведен эксперимент на базе 9-х классов МОУ «Средняя общеобразовательная школа №39» г.о. Саранска. В эксперименте приняли участие учащиеся 9 А и 9 Б классов, изучающие химию по одной программе (Кузнецова Н. Е. Химия 9 класс). Тематика и содержание занятий было одинаковым, но 9 А изучал по традиционной, а 9 Б по разработанной нами методике.

Эксперимент проводился в течение первой четверти при изучении раздела: «Растворы. Тео-

рия электролитической диссоциации». До начала эксперимента была проведена диагностическая работа, направленная на выявление уровня сформированности исследовательских компетенций учащихся экспериментальных классов. Диагностическая работа представлена в форме проблемного задания по теме «Скорость химической реакции».

Пример задания. При проведении эксперимента было установлено, что течение одинакового промежутка времени в одной реакции образовалось 21,9 г хлороводорода (HCl), а в другой 53,9 г сероводорода (H2S). Определите, какая из реакций протекала с большей скоростью, учитывая, что они проводились в сосудах одинакового объема? Предложите способы получения данных веществ и опишите технику выполнения эксперимента. Что необходимо сделать в каждом случае, что бы увеличить скорость химической реакции.

Задание оценивалось по четырем критериям по трех бальной системе (от 0 до 2 баллов):

- правильно определена проблема;

- предложен способ решения задания;

- предложен способ выполнения эксперимента;

- написаны уравнения реакций и предложены способы увеличения скорость химической реакции.

Результаты входного контроля описаны в таблице 3.

Рассмотрим сущность основных этапов педагогического исследования: мотивационного, формирующего и результативного.

Первый этап, мотивационный, включал два урока по темам «Понятие о растворах», «Растворители», был направлен на пробуждение у учащихся соответствующих внутренних мотивов к самостоятельному изучению содержания учебного материала. На первом уроке вводились такие «термины», как «проблема», «гипотеза», «эксперимент», обозначались их отличительные признаки и свойства. Кроме того, происходило обучение самостоятельной работе с текстом параграфа, с составлением по итогам работы плана и формулированием вопросов к изученному материалу. Уделялось внимание выделению основных химических терминов и понятий. На этой основе обозначались первые шаги по формированию исследовательских умений.

На втором этапе, формирующем, происходила разработка и апробация основного блока формирования исследовательских умений. Здесь осуществлялась практика формирования у учащихся основных групп исследовательских умений. Для этого использовался содержательный материал по следующим темам: «Ионы - переносчики электрических зарядов»; «Механизм электролитической диссоциации веществ с ковалентной полярной связью»; «Свойства ионов»; «Сильные и слабые электролиты»; «Ре-

Perspectives с^ Science & Education. 2018. 2 (32)

акции электролитов в водных растворах», «Кислоты как электролиты», «Основания как электролиты», «Соли как электролиты».

На уроках основного этапа продолжалось об-

учение учащихся самостоятельной работе с текстом. Рассмотрим содержание урока по теме «Механизм электролитической диссоциации веществ с ковалентной полярной связью».

Таблица 1

Формирование исследовательских умений учащихся при изучении темы: «Механизм электролитической диссоциации веществ с ковалентной полярной связью»

№ Группы исследовательских умений Содержание

1 Первая группа: а) формулирование проблемы Введение учебной проблемы в форме вопроса, задачи, текста параграфа, составленных на основе противоречий. Почему при опускании электродов в концентрированный раствор уксусной кислоты лампочка не загорается, а в разбавленный раствор - загорается? Возникновение проблемной ситуации - когда состояние умственного затруднения, вызвано недостаточностью ранее усвоенных знаний и способов интеллектуальной и практической деятельности. Учащиеся анализируют имеющиеся знания и выясняют, что их недостаточно для получения ответа. Включаются в исследовательскую деятельность по получению недостающей информации.

б) выдвижение гипотезы Вероятно, это противоречие можно объяснить особенным взаимодействием растворителя и уксусной кислоты.

2 Вторая группа а) работа с материалом параграфа и представьте его в виде плана б) работа с материалом параграфа и выделение основных понятий Приобретение различными способами необходимых для объяснения противоречия знаний. Самостоятельная работа с текстом параграфа, формулами, кристаллическими решетками веществ с целью выявления особенностей их строения. 1. Строение молекулы воды. 2. Особенности механизма диссоциации электролитов в воде с ковалентной полярной связью. 3. Составление графических формул кислот, расстановка и определение разности значения ОЭО атомов элементов. 4. Диссоциация многоосновных кислот. Самостоятельная работа с текстом параграфа, с фиксированием и проговариванием ключевых понятий. Диссоциация, диполь, механизм диссоциации кислот, ступенчатая диссоциация.

3 Третья группа проведение исследования и формулирование выводов Проведение исследовательских опытов подтверждающих или опровергающих выдвинутую гипотезу. Подтвердить роль воды в процессе электролитической диссоциации с помощью опыта - электропроводность растворов хлорово-дорода в бензоле и в воде. Лампочка прибора загорается только при погружении электродов в раствор электролита.

4 Четвертая группа а) оформление результатов исследований б) составление вопросов к изученному материалу (не менее четырех) Обобщение полученных результатов исследований и формулирование выводов о проделанной работе. 1. Какой механизм образования ковалентной связи называется донорно-акцепторным? 2. В чем отличие ионов в растворе и расплаве? 3. Какую роль играет вода в процессе электролитической диссоциации кислот? 4. Почему кислоты, в отличие от ионных электролитов, диссоциируют по стадиям?

Реализация третьего, оценочного этапа -

осуществлялась на заключительных уроках (2 ч.). Учащиеся самостоятельно выполняли практическую работу по теме: «Решение экспериментальных задач по электролитической диссоциации» и составляли отчет.

Вариант 1

1. Проделайте реакции, сущность которых выражена следующими сокращёнными ионными уравнениями:

Ва 2++ $0/ = Ва$0Л

4 4

Н+ + ОН- = н20

2. Продемонстрируйте на практике возможность протекания реакции между растворами К2С03 и Н2$04. Запишите уравнение химической реакции.

3. Пользуясь реактивами, находящимися на столе, получите гидроксид алюминия.

Вариант 2

1. Проделайте реакции, сущность которых выражена следующими сокращёнными ионными уравнениями:

Fe3+ + 30Н" = Fe(0H)3

СО/ + 2Н+ :

С02 + Н20

2. Продемонстрируйте на практике возможность протекания реакции растворами Си$04 и №0Н.

3. Пользуясь реактивами, находящимися на столе, получите карбонат бария.

После выполнения необходимо было представить полученные результаты в виде таблицы (табл. 2).

Таблица 2

№ опыта Найдите противоречия и сформулируйте проблему Предложите способы решения проблемы (гипотезу) Напишите план проведения эксперимента Напишите молекулярные и ионные уравнения, укажите наблюдения, выводы

1

2

3

В зависимости от того, насколько правильно выполнена работа, мы судили о степени сформи-рованности исследовательских умений. Каждое умение оценивалось по трехбалльной шкале:

- умение не сформировано (0 баллов, н.);

- умение сформировано частично (1 балл, ч.);

- умение сформировано полностью (2 балла, п.).

Кроме того, для оценки результативности обучения в целом и выяснения динамики исследо-

вательских умений было проведено сравнение между первоначальным уровнем подготовки учащихся и итоговым.

По результатам эксперимента установлено, что формирование исследовательских умений по разработанной нами методике приводит изменению уровня сформированности исследовательских умений (табл. 3).

Таблица 3

Изменение уровня сформированности исследовательских умений в экспериментальных классах

Класс Группы исследовательских умений

первая вторая третья четвертая

н ч п н ч п н ч п н ч п

Входной контроль

9 А, % 73 27 0 37 63 0 78 22 0 31 69 0

9 Б, % 78 22 0 41 59 0 72 28 0 36 64 0

Итоговый контроль

9 А, % 71 29 0 42 58 0 56 44 0 47 53 0

9 Б, % 32 47 21 5 61 34 21 47 32 17 56 27

Необходимо отметить, что в классе, который обучался по разработанной нами методике, увеличилось количество учащихся у которых умение сформировано полностью. Это связано с тем, что изучение раздела: «Растворы. Теория электролитической диссоциации» происходило в форме исследовательской деятельности. Учащиеся на

уроках выявляли противоречия, формулировали проблему, выдвигали гипотезу, используя материал параграфа получали необходимую теоретическую информацию, затем подтверждали ее экспериментально, делали выводы и подводили итоги. В завершении формулировали вопросы к изученному материалу.

Perspectives of Science & Education. 2018. 2 (32)

Полученные нами результаты подтвердили эффективность разработанной методики и показали, что для формирования исследовательских

1. 2.

3.

4.

5.

6.

1. 2. 3.

4.

5.

6.

Информация об авторах Панькина Вера Владимировна

(Российская Федерация, г. Саранск) Кандидат педагогических наук Учитель химии МОУ «Средняя общеобразовательная школа №39» E-mail: konakova_vv@mail.ru

Жукова Наталья Вячеславовна

(Российская Федерация, г. Саранск) Доцент, кандидат химических наук Доцент кафедры химии, технологии и методик обучения Мордовского государственного педагогического института E-mail: chemihka@mail.ru

Синичкин Дмитрий Евгеньевич

(Российская Федерация, г. Саранск) Магистрант кафедры химии, технологии и методик обучения Мордовского государственного педагогического института E-mail: i.am.dmitriy@mail.ru

умений необходимо целенаправленно и системно использовать самостоятельную работу на уроках химии с элементами исследования.

ЛИТЕРАТУРА

Information about the authors Pankina Vera Vladimirovna

(Russian Federation, Saransk) PhD in Pedagogy Teacher

of Chemistry of Secondary School 39 E-mail: konakova_vv@mail.ru

Zhukova Natalya Vyacheslavovna

(Russian Federation, Saransk) Associate Professor PhD Chemistry Associate Professor of Chair of Chemistry, technology and techniques of training Mordovian State Pedagogical Institute E-mail: chemihka@mail.ru

Sinichkin Dmitry Evgenievich

(Russian Federation, Saransk) Graduate student of Chair of Chemistry, technology and techniques of training Mordovian State Pedagogical Institute E-mail: i.am.dmitriy@mail.ru

Жукова Н.В., Ляпина О.А., Панькина В.В. Опыт подготовки учащихся к олимпиадам по химии на базе педагогического вуза // Гуманитарные науки и образование. 2017. № 3 (31). С. 103-109.

Арцев М.Н. Учебно-исследовательская работа учащихся (методические рекомендации для учащихся и педагогов) // Завуч. 2005. № 6. С. 4-29.

Венкова С.И., Шабанова Т.Л. Психолого-педагогические условия формирования у старшеклассников исследовательской деятельности в современном образовательном процессе школы // Альманах мировой науки. 2016. № 1-1 (4). С. 17-22. Белова Т.В. Исследовательская деятельность школьников // Научный поиск. 2014. № 2.2. С. 22- 27. Цветкова Г.В. Организация учебно-исследовательской деятельности обучающихся в контексте ФГОС ООО [Электронный ресурс]. Волгоград: Учитель, 2015.

Чердонова Е.В. Исследовательская работа учащихся как форма организации деятельности учащихся // Наука и образование: новое время. 2014. № 4. С. 569-571.

REFERENCES

Zhukova N.V., Lyapina O.A., Pankina V.V. The experience of preparing students for olympiads in chemistry on the basis of a pedagogical university. Gumanitarnye nauki iobrazovanie - Humanities and Education, 2017, no. 3 (31), pp. 103-109 (in Russian). Artsev M.N. Educational and research work of students (methodological recommendations for students and teachers). Zavuch, 2005, no. 6, pp. 4-29 (in Russian).

Venkova S.I., Shabanova T.L. Psychological and pedagogical conditions for the formation of high school students' research activity in the modern educational process of school. AI'manah mirovoj nauki - Almanac of World Science, 2016, no. 1-1 (4), pp. 17-22 (in Russian).

Belova T. V. Research activity of schoolchildren. Nauchnyj poisk - Scientific search, 2014, no. 2.2, pp. 22-27 (in Russian). Tsvetkova G.V. Organization of educational and research activities of students in the context of GEF LLC. Volgograd: Teacher, 2015 (in Russian).

Cherdonova E.V. Research work of students as a form of organization of students' activity. Nauka i obrazovanie: novoe vremya - Science and education: a new era, 2014, no. 4, pp. 569-571(in Russian).