Главная / Методические материалы / Преподавание химии
Проблемное обучение, как средство развития логического мышления учащихся в процессе подготовки к химической олимпиаде
Автор(ы): Зотина Ирина Михайловна, учитель химии
Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
В процессе решения олимпиадных задач востребованными оказываются не только знания, но и умение логически оперировать ими. Логические способности учеников могут быть развиты только в том случае, когда они активно участвуют в процессе усвоения новых знаний. Одним из наиболее эффективных методов развития у учащихся самостоятельного логического мышления является проблемное обучение, т.к. именно оно наиболее близко творческой деятельности ученого, которая характеризуется применением гипотезы, доказательства, эксперимента.
Приемы создания проблемных ситуаций выбираются в зависимости от конкретного содержания учебного материала. В одних случаях проблемная ситуация создается с явной опорой на имеющиеся знания учащихся. Опираясь на них, учащиеся делают вывод, который оказывается в противоречии с фактами. Это означает, что знания недостаточны и нужна дополнительная информация для разрешения возникшего противоречия. Такой вариант проблемной ситуации всегда вызывает острый интерес у учащихся, отсюда и познавательная эффективность бывает высокой. Например, в процессе изучения закономерностей изменения химических свойств элементов побочных подгрупп периодической системы Д.И.Менделеева сначала выясняется вопрос об изменении радиусов их атомов. Учащиеся, основываясь на известных им закономерностях изменения атомных радиусов элементов в главных подгруппах, делают вывод, что с возрастанием числа энергетических уровней в атомах элементов побочных подгрупп их радиусы возрастают. Сообщение о том, что атомный радиус возрастает только при переходе от элемента, начинающего побочную подгруппу, к следующему элементу, а далее остается практически постоянным, несмотря на увеличение числа энергетических уровней в атомах, создает проблемную ситуацию. С целью ее разрешения учащимся предлагается проанализировать, какие ряды элементов располагаются в периодической системе между вторым и третьим, а так же третьим и четвертым (если таковой имеется) элементами побочных подгрупп, например, между серебром и золотом (если в качестве примера рассматривается побочная подгруппа 1 группы, что является наиболее целесообразным, так как учащимся из жизненного опыта хорошо известны свойства простых веществ, состоящих из атомов элементов побочной подгруппы 1 группы). После соответствующей работы с периодической системой Д.И.Менделеева учащиеся выясняют, что золоту предшествует ряд лантаноидов; вспомнив, что в данном ряду элементов наблюдается эффект f-сжатия, учащиеся легко разрешают противоречие между фактом увеличения числа энергетических уровней в атомах элементов побочных подгрупп и фактом постоянства их атомных радиусов. Но разрешением этого противоречия проблемные ситуации, возникающие в процессе рассмотрения данного вопроса, не заканчиваются. Опираясь на свой жизненный опыт, учащиеся вспоминают, что серебро и золото являются так называемыми драгоценными металлами, что обусловлено их низкой металлической активностью. У меди металлические свойства проявляются намного ярче (многие ученики вспоминают, что не раз наблюдали, особенно во влажном воздухе, образование зеленого налета на медной поверхности, что свидетельствует о протекании химической реакции с участием меди). Таким образом, снова возникает противоречие: атомный радиус меди меньше, а металлическая активность выше. Это как раз тот случай, когда знания учащихся для разрешения проблемной ситуации недостаточны и им нужна дополнительная информация. На этом этапе изучения вопроса необходимо познакомить учеников с представлениями о строении атома квантовой механики, в частности, с так называемым “эффектом проникновения”, различная степень проявления которого в атомах разных ?-элементов и определит прочность связи внешнего электрона с ядром атома, а значит и объяснит возникшее противоречие. Еще одна проблема выявляется в связи с установлением присутствия одинаковых закономерностей изменения атомных радиусов и свойств элементов в побочной подгруппе III группы и в главных подгруппах периодической системы. Разрешить эту проблему учащиеся могут самостоятельно, выяснив, какие именно элементы образуют побочную подгрупу III группы и проанализировав особенности строения их атомов.
Аналогичный вариант проблемной ситуации можно проиллюстрировать следующим примером: анализируя последовательность металлов в электрохимическом ряду напряжений, учащиеся обращают внимание на тот факт, что начинается он литием, что означает наиболее ярко выраженную у данного элемента металлическую активность по сравнению с другими металлами. Сопоставляя положение металлов в главной подгруппе 1 группы периодической системы Д.И.Менделеева, учащиеся делают вывод, что литий среди этих металлов характеризуется наоборот наиболее низкой металлической активностью. Возникает противоречие, которое учащиеся в состоянии разрешить самостоятельно, если предложить им проанализировать роль растворителя, в частности воды, в процессе стабилизации катионов металлов, напомнив при этом, что электрохимический ряд напряжений составлен для водных растворов.
Другой вариант проблемной ситуации характеризуется тем обстоятельством, что никаких прогнозов о строении и свойствах веществ учащиеся на момент создания проблемной ситуации еще не в состоянии сделать, т.е. выдвинутая проблема находится за пределами их знаний. Например, учащимся предлагается установить последовательность соединения атомов в молекуле предельного одноатомного спирта на основании его молекулярной формулы. При этом надо учесть, что до этого момента кислородсодержащие органические соединения учащимися не изучались. Из анализа вариантов структурных формул выясняется, что атом кислорода может занимать два разных положения. Опираясь на теорию А.М.Бутлерова, учащиеся делают вывод, что двум полученным вариантам строения отвечает два разных комплекса свойств. С помощью эксперимента учащиеся приходят к однозначному определению строения молекулы спирта.
Проблемное изучение химии всегда связано с интенсивным логически выстроенным мыслительным процессом, с широким использованием в ходе решения учебной проблемы аргументации рассуждений и доказательности истинности суждений. Важное место здесь занимают межпредметные связи с курсом математики и физики, установления которых требует развитие современной науки, возникновение комплексных проблем, связанных с интеграцией научного знания. Современному химику необходимо иметь единый комплекс химических, математических и физических знаний. Только их совокупность поможет или утвердить правильность выдвинутых гипотез, или опровергнуть их.
Элементы математических расчетов используются для усиления содержательных положений, которые дают химия и физика. Например, в процессе решения задачи учащиеся, зная, что продуктом окисления неизвестного вещества Х является бензойная кислота, предполагают, что этим веществом может быть: а) монозамещенное алкилпроизводное бензола; б) бензиловый спирт; в) бензальгид. При условии отсутствия информации о качественном и количественном составе вещества Х, а так же особенностях его химических свойств выбрать один из перечисленных вариантов можно только в случае анализа мольных соотношений исходного вещества Х и продукта его окисления – бензойной кислоты. Очевидно, что без применения грамотных математических расчетов эту проблемную ситуацию разрешить невозможно.
Установление межпредметных связей с курсом физики можно проиллюстрировать следующим примером проблемной ситуации.
В процессе знакомства с работой гальванических элементов (в рамках изучения раздела “Электрохимические свойства металлов” курса общей химии) выясняется, что катодом является положительно заряженный электрод, а анодом – отрицательно заряженный, что противоречит общеизвестным определениям като...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
Добавлено: 2010.11.22 | Просмотров: 1337
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!
|
