Методические особенности формирования понятия "вещество" на пропедевтическом этапе обучения химии

Добротин, Дмитрий Юрьевич

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Методические особенности формирования понятия "вещество" на пропедевтическом этапе обучения химии

Автореферат

Автор научной работы: Добротин, Дмитрий Юрьевич
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Москва
Год защиты: 2006
Специальность ВАК РФ: 13.00.02

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Методические особенности формирования понятия "вещество" на пропедевтическом этапе обучения химии"

На правах рукописи

Добротин Дмитрий Юрьевич

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОНЯТИЯ «ВЕЩЕСТВО» НА ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОМ ЭТАПЕ ОБУЧЕНИЯ

ХИМИИ

13.00.02 — теория и методика обучения и воспитания (химия в общеобразовательной школе) (по педагогическим наукам)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Государственном научном учреждении «Институт содержания и методов обучения Российской академии образования»

Научный руководитель: кандидат педагогических наук,

старший научный сотрудник Иванова Раиса Георгиевна

Официальные оппоненты доктор педагогических наук,

профессор

Чернобельская Галина Марковна; кандидат педагогических наук, доцент

Беспалов Павел Иванович Ведущая организация Московский государственный

областной университет

Защита состоится «/ /»^СкоЗрР 2006 г. в А/ч.

на заседании диссертационного совета Д 008.008.05 при ГНУ ИСМО РАО по адресу: 119435, Москва, ул. Погодинская, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института и на сайте http://www.ismo.ioso.ru

Автореферат разослан 20 ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат педагогических наук

/Жс'^ис^

Т. А. Козлова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Одними из основных целей школьного химического образования являются формирование системы химических понятий и ознакомление с общими для естественных наук методами познания природы. Достижение поставленных целей будет успешным при усилении внимания к формированию понятий, имеющих мировоззренческое значение и межпредметный характер. Однако в рамках существующей предметной структуры обучения не всегда удается уделять достаточно внимания формированию таких понятий, Одним из них является понятие «вещество».

В содержании курсов физики, биологии, географии имеется значительный объем учебной информации о веществах и процессах, происходящих с ними в живой и неживой природе. Понимание сути этих процессов и их закономерностей является одной из задач изучения любой науки о природе и, в первую очередь, химии. Однако обучение, сводимое лишь к формированию понятий, усвоению информации, составляющей содержание курса, без обучения умственным операциям (анализу, сравнению, классификации, обобщению и др.), с помощью которых приобретаются осмысленные знания, малоэффективно для умственного развития учащихся. Необходимость соединения в органичный процесс усвоение понятий и формирование приемов познавательной деятельности - одна из актуальных проблем, которая разрабатыва-. лась известными педагогами и психологами Ю.К.Бабанским, П.Я.Гальпериным, А.Н.Лео ктьевым, Н.Ф.Талызиной.

В свете сказанного возникает необходимость дальнейшего совершенствования методики формирования понятий, и, в первую очередь, системообразующих, каким в химии является понятие «вещество». Эта проблема всегда была в поле зрения ученых и нашла свое отражение в работах методистов-химиков: В.Н.Верховского, В.П.Гаркунова, Р.Г.Ивановой, Н.Е.Кузнецовой, Л.А.Цветкова, С.Г.Шаповаленко.

Проблема активизации познавательной деятельности учащихся и обучения их приемам учебной работы при обучении химии рассмотрены М.В.Зуевой, Е.Н.Кабановой-Меллер. Многоаспектные исследования методических основ формирования научного мировоззрения, химической картины окружающего мира - мира веществ и их превращений в рамках установления межпредметных связей были отражены в работах Д.П.Ерыгина, Е.Е.Минченкова, Т.В.Смирновой.

Доказано, что для успешного формирования понятия «вещество» и приемов учебной деятельности необходимо использование химического эксперимента (П.А.Глориозов, Д.М.Кирюшкин, Т.С.Назарова). Его применение позволяет ставить перед учащимися познавательные проблемы, тем самым

способствуя развитию у них стремления самостоятельно добывать новые знания, что является особенно важным для учащихся подросткового возраста.

Важная роль в процессе формирования понятия «вещество» отводится пропедевтическому этапу получения знаний, который включает начальную школу и V-VII классы основной школы. «Пропедевтика» в переводе с греческого означает «обучать предварительно». Учитывая цели обучения химии, важно так подготовить учащихся к восприятию знаний систематического курса в VIÍI классе, чтобы подвести их к пониманию главной особенности познавательной деятельности при изучении предмета, которая, по словам П.П.Лебедеза, состоит в том, что изучающий химию должен уметь мыслить двойным рядом образов: наблюдать реальные явления, связывая их с гипотетическими образами (микромиром молекул и атомов). Эта идея и была положена в основу нашего исследования: учащиеся будут хорошо подготовлены к восприятию курса химии, если при изучении свойств веществ научатся обращать внимание на их состав и строение, другими словами, будут характеризовать целостный объект «вещество» с разных сторон, используя необходимые приемы познавательной деятельности..

Формирование понятия «вещество» возможно в рамках изучения курсов естествознания (V-VII классы) и биологии, географии, физики (VI-VII классы). В настоящее время разработано немало методических пособий, в которых обсуждается содержание учебного материала, включающего сведения о веществах, предлагаются обобщающие таблицы и схемы, дается описание проводимых учителем и учащимися опытов. Однако методика целенаправленного формирования понятия «вещество» как системного объекта на пропедевтическом этапе не разработана.

Таким образом, возникает научно-педагогическое противоречие между необходимостью предварительного формирования понятия «вещество» как важного условия успешного изучения систематического курса химии и отсутствием целенаправленной методики его формирования на пропедевтическом этапе.

Проблема исследования состоит в разрешении противоречия между необходимостью предварительного формирования понятия «вещество» и отсутствием целенаправленной методики его формирования на пропедевтическом этапе обучения химии.

Целью исследования является определение методических особенностей процесса формирования понятия «вещество» на пропедевтическом этапе и создание с учетом этих особенностей методической системы работы учителя,

обеспечивающей подготовку учащихся к успешному усвоению систематического курса химии.

Объект исследования: процесс обучения химии в основной школе. Предмет исследования: процесс формирования понятия «вещество» до изучения систематического курса химии.

Предмет исследования и поставленная цель определили гипотезу исследования: если при формировании понятия «вещество» на пропедевтическом этапе рассмотреть его как системный объект и обеспечить овладение учащимися необходимыми для его усвоения приемами познавательной деятельности, то в результате они приобретут знания и умения, достаточные для успешного изучения систематического курса химии.

Для достижения цели и проверки гипотезы исследования были поставлены следующие задачи:

1) определить содержательную и процессуальную составляющую пропедевтической подготовки учащихся У-УН классов к изучению курса химии;

2) определить психолого-педагогические особенности процесса формирования знаний о веществах у учащихся подросткового возраста;

3) выявить в содержании предметов естественнонаучного цикла 1У-У11 классов комплекс знаний о веществе, являющихся опорными при формировании понятия «вещество»;

4) разработать методику формирования понятия «вещество» как системы и приемов познавательной деятельности на пропедевтическом этапе обучения химии.

Методологическую основу исследования составили работы в области содержания общего образования (В.В.Краевский, И.Я.Лернер, М.Н.Скаткин), теория формирования умственных действий и научных понятий (П.Я.Гальперин, Е.Н.Кабанова-Меллер, А.В.Усова); теория формирования систем понятий (Л.Я.Зорина); теория развития химических понятий (Н.Е.Кузнецова, Л.А.Цветков, С.Г.Шаповаленко).

Методы исследования: теоретические - анализ философской, педагогической и методической литературы; сравнительный анализ действующих программ по предметам естественнонаучного цикла для 5-7 классов; экспериментальные - наблюдение; обобщение педагогического опыта; собеседование с преподавателями и опрос учащихся; проведение письменных проверочных работ; педагогический эксперимент с последующим качественным и количественным анализом полученных результатов.

Этапы исследования. На первом этапе (2000-2002 гг.) проведено изучение состояния проблемы формирования понятия «вещество» на пропедевтическом этапе в теории и практике обучения.

На вторам этапе (2002-2004 гг.) разработана методика формирования у учащихся понятия «вещество» и приемов познавательной деятельности до изучения систематического курса химии.

На третьем этапе (2004-2006 гг.) проведена экспериментальная проверка результативности применения методической системы и обработка полученных в ходе эксперимента результатов.

Экспериментальная база исследования - образовательный центр .№293 г.Москвы и школы №2 и №3 г.Пестово (Новгородской области).

Научная новизна исследования состоит в разработке методики, направленной на формирование у учащихся V-VI1 классов понятия о веществе как целостном системном объекте в сочетании с обучением их умениям осуществлять приемы познавательной деятельности по усвоению элементов знаний, относящихся к понятию «вещество».

Теоретическая значимость исследования заключается в обосновании методических условий (особенностей) процессов взаимосвязанного формирования понятия «вещество» как системы и приемов познавательной деятельности на пропедевтическом этапе обучения химии.

Практическая значимость исследования состоит в разработке методических рекомендаций по формированию на уроках в V-VII классах понятия о веществе с опорой на выявленный комплекс ранее приобретенных знаний; в создании обучающих и проверочных заданий по осуществлению приемов познавательной деятельности, способствующих осознанному усвоению знаний о веществе как системе. Методические рекомендации могут использовать учителя химии при проведении уроков по изучению основных химических понятий. Результаты исследования могут быть учтены при совершенствовании содержания и методики обучения химии в основной школе.

На защиту выносится методика взаимосвязанного формирования понятия «вещество» как системы и приемов познавательной деятельности учащихся, обеспечивающих успешное усвоение этого понятия на пропедевтическом этапе обучения химии.

Методическая система включает: рабочую модель структуры методической системы; комплекс знаний о веществе, формирование которых происходит на пропедевтическом этапе изучения химии; обоснование последовательности этапов формирования понятия «вещество»; формы и методы организации учебного процесса; диагностику и оценку сформированное™ понятия «вещество»; методические рекомендации к проведению уроков.

(2004 - 2006гт.), на семинарах и лекциях, проводимых с учителями г.Москвы и г.Пестово в рамках движения «Учитель года России» (2004-2005гг.). На конференции молодых ученых ИСМО РАО (июнь 2005г.) выступление по проблеме исследования отмечено дипломом III степени.

Разработанное автором методическое обеспечение было апробировано и используется в учебно-воспитательном процессе ОУ г.Москвы и г.Пестово. Внедрение результатов исследования осуществлялось также путем публикаций статей [1, 2, 3,4, 5, 6].

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы исследования, определены его цель, задачи, методы, сформулирована гипотеза, отмечены научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе диссертации - «Проблема формирования первоначальных химических понятий на пропедевтическом этапе обучения химии» -осуществлен анализ исследуемой проблемы в психолого-педагогической и методической литературе, позволивший сформулировать исходную позицию нашего исследования: методы преподавания есть часть системы обучения, направленного на формирование у учащихся естественнонаучного стиля мышления, соответствующего современной картине мира. Для достижения названной цели обучение должно быть направлено как на усвоение содержания, так и на формирование приемов познавательной деятельности, способствующих изучению основных систем понятий курса (Л.Я.Зорина, А.В.Усова).

Центральное место в современном курсе химии основной школы занимает система понятий о веществе: его составе, строении, свойствах и применении. Для того, чтобы ясно проявилась систематизирующая функция этого понятия, необходимо было отобрать комплекс опорных знаний, последовательное освоение которых позволит сформировать у учащихся понятие о веществе как о целостном системном объекте (Н.Е.Кузнецова, Е.Е.Минченков, Л.А.Цветков, С.Г.Шаповаленко).

Учитывая то, что знакомство с «миром веществ» начинается еще в начальной школе, нами были изучены возможности осуществления преемственных связей в преподавании естественнонаучных курсов начальной и V-VII классов основной общеобразовательной школы. Для этого было проанализировано содержание, рассматриваемое в начальной школе, а также существующие в настоящее время методики, направленные на формирование у учащихся приемов учебной работы и использование имеющихся у них зна-

ний о веществе (А.Ф.Лысенко, К.А.Сарманова).

Анализ содержания пропедевтических курсов и методических рекомендаций по их преподаванию (О.А.Бочкова, А.Е.Гуревич, Р.Г.Иванова, Л.С.Понтак, И.Т.Суравегина, А.Г.Хрипкова, Г.М.Чернобельская и др.) выявил, что в работах методистов проблема формирования межпредметных, системообразующих понятий, среди которых одним из важнейших является понятие «вещество», не была предметом особого внимания.

С целью определения подходов к процессу обучения в V-VII классах были выявлены психологические особенности учащихся младшего подросткового возраста. В исследованиях Л.И.Божович, В.С.Выготского отмечено, что именно в 11-13 лет формируются и активно развиваются мыслительные способности обучаемых. Особенностью восприятия учащихся этого возраста является необходимость понимания, а не заучивания учебного материала, что особенно важно при объяснении терминов и понятий абстрактного характера: атом, молекула, химическая связь, а также при формировании приемов познавательной деятельности: наблюдение, описание и сравнение свойств веществ, классификация, систематизация, обобщение (М.В.Зуева, Е.Н.Кабанова-Меллер). Для формирования названных приемов большое значение имеет химический эксперимент, позволяющий учителю одновременно формировать . теоретические знания и экспериментальные умения (В.П.Гаркунов, Т.С.Назарова, В.С.Полосин).

В результате проведенного анализа были выявлены психологические особенности учащихся младшего подросткового возраста, определена содержательная составляющая методики формирования у учащихся V-VI1 классов понятия «вещество» и приемов познавательной деятельности.

Во второй главе - «Методические особенности формирования у учащихся знаний о веществе на пропедевтическом этапе обучения химии» - рассмотрены содержание и структура методической системы, возможности ее применения в практике обучения.

Основными компонентами методической системы являются:

I. Содержательный компонент. Так назван определенный объем учебной информации, необходимой для формирования у учащихся понятия о веществе как целостном системном объекте, элементах его системы (подсистемы: состав, строение, свойства), а также о приемах познавательной деятельности.

II. Методический компонент. Так обозначена совокупность форм и методов организации процесса обучения, обеспечивающих успешное формирование у учащихся понятия «вещество», умений осуществлять приемы познавательной деятельности, а также комплекс методических приемов, направленных на использование учителем имеющихся у учащихся знаний.

III. Практический компонент. Так названа совокупность выполняемых учителем и учащимися химических опытов и формируемых в ходе этого умений осуществлять приемы познавательной деятельности. Практический компонент по существу имеет много общего с первыми двумя, однако он выделен как самостоятельный с целью акцентирования внимания учителя на его особом значении как при раскрытии содержания понятия «вещество», так и при формировании приемов познавательной деятельности.

Схема 1. Рабочая модель структуры методической системы.

Рабочая модель структуры методической системы (схема 1) отражает целостность процесса формирования понятия «вещество» в рамках предлагаемой методической системы, компоненты которой находятся во взаимосвязи и соподчиненности (на схеме отражено соответственно дву- и однонаправленными стрелками);,

Особенностями предложенной методической системы являются: 1) ее направленность на формирование понятия «вещество» как системы в результате последовательного рассмотрения содержания его подсистем (состав, строение, свойства) и установления взаимосвязи между ними; 2) одновременное формирование знаний, относящихся к понятию «вещество», и приемов познавательной деятельности; 3) использование имеющихся у учащихся ранее приобретенных (опорных) знаний о веществах; 4) применение химического эксперимента для более полного раскрытия содержания понятия «вещество» и успешного формирования приемов познавательной деятельности.

Содержательный компонент включает: 1. Комплекс знаний о веществах газообразных (кислород, водород, азот, углекислый газ, озон, метан, угарный газ); жидких (вода, спирт, ацетон, уксусная кислота, пероксид водорода); твердых (поваренная соль, сода, сахароза, крахмал, железо, медь, алюминий, сера, фосфор, графит, алмаз, воск); природных смесях (воздух, нефть, при-

родный газ, горные породы (гранит, мрамор), руда, почва, парафин); мате-ришах: сплавы (сталь, чугун), стекло, резина.

2. Комплекс понятий: газ, жидкость, твердое вещество, агрегатное состояние, тело, атом, молекула, чистое вещество, смесь, простое и сложное вещество, химический элемент, строение вещества, химическая связь, физические свойства, химические свойства, система.

3. Комплекс знаний о явлениях: физические явления, химические явления (химические реакции), испарение, конденсация, кристаллизация, плавление, диффузия, растворение, горение, дыхание, фотосинтез, соединение, разложение, гниение.

4. Комплекс знаний о приемах познавательной деятельности: наблюдение и описание результатов наблюдений, сравнение, обобщение, классификация, систематизация.

Методика формирования понятия «вещество» у учащихся 5-7 классов реализуется на протяжении четырех этапов (табл. 1).

Таблица 1. Характеристика этапов формирования понятия «вещество».

№ Цели этапа 1 Содержание Деятельность Формируемые у

эташ учителя учащихся умения

I Сформировать Знакомство с - обучение прие- - наблюдать и

представления понятиями «те- мам наблюдение описывать

о веществах ло» и «вещест- и описание ве- свойства твер-

как составной во»; накопле- ществ; дых тел, жид-

части окру- ние эмпириче- - формирование у ких веществ и

жающих нас ского опыта ра- учащихся зри- газов;

тел боты с вещест- тельных образов - устанавливать

вами, находя- веществ в резуль- сходства и от-

щимися в раз- тате непосредст- личия в свойст-

личных агре- венного контакта вах веществ;

гатных состоя- с ними; - формулиро-

ниях; - обучение приему сравнение; вать цель эксперимента

II Сформировать Знакомство с - формирование - знать символы

первоначаль- основными хи- знаний о составе важнейших хи-

ные знания о мическими по- и строении ве- мических эле-

составе и нятиями: ществ; ментов;

строении ве- «атом», «моле- - обучение уме- - определять

ществ кула», «хими- нию работать с простые и

ческий эле- моделями и абст- сложные веще-

мент», «хими- рактными поня- ства, смеси;

ческая связь». тиями; - формирование умений выявлять существенные -различать понятия «атом» и «молекула»; - называть су- [

стороны объек- 1 щсственные и

тов; несуществен-

ные стороны

понятий;

III Сформировать Рассмотрение - формирование - сравнивать

первоначаль- примеров, под- знаний о много- свойства ве-

ные знания о тверждающих образии веществ ществ;

многообразии многообразие и их роли в при- - устанавливать

веществ и за- веществ, разли- роде; зависимость

висимости их чия в их свой- - углубление зна- свойств ве-

свойств от со- ствах, возмож- ний о составе и ществ от их со-

става и строе- ности деления строении ве- става и строе-

ния по различным ществ; ния;

классификаци- - обобщение зна- - проводить экс-

онным призна- ний о веществе; перимент;

кам. - обучение прие- - определять

му классифика- родовой и ви-

ции", довой признак

понятия;

IV Сформировать Формирование - проведение де- - самостоятель-

представления знаний о сути монстрационного но описывать

о «химиче- химических эксперимента; ход и результа-

ском превращений и - обучение про- ты проведения

превращении» их многообра- ведению само- эксперимента;

зии. стоятельного - формулировать

эксперимента; выводы;

- систематизация - устанавливать

сформированных взаимосвязь

знаний о вещест- между поня-

1 ве. тиями.

В реальном учебном процессе поставленные перед каждым этапом цели преследовались на уроках, темы которых позволяли это делать. Так, первый этап включал уроки на темы: «Как изучают тела и вещества», «Тело. Вещество», «Свойства твердых, жидких и газообразных веществ» и др. Изучение материала на втором этапе происходило в рамках уроков «Горные породы и минералы», «Взаимодействие частиц», «Диффузия», «Растворы» и др. На третьем этапе - «Свойства металлов и неметаллов», «Свойства простых и сложных веществ», «Силы упругости и трения», «Признаки живого и неживого организма», «Почвенное питание растений», «Питательные вещества в клетках». Содержание четвертого этапа было рассмотрено на уроках: «Разрушение горных пород», «Электромагнитные явления», «Химические явления», «Фотосинтез и дыхание растений», «Сезонные явления в жизни растений и животных».

Демонстрационные опыты и практические работы, предложенные учащимся, позволяли им подкреплять свои предположения, высказанные на основании изучения теории. Так, например, при проведении практической работы «Изучение силы упругости» были подтверждены предположения о существовании между частицами сил взаимодействия.

Как видно из таблицы 1, на всех этапах происходит раскрытие содержания компонентов системы и установление логических связей с рассмотренными ранее понятиями, а также формируются умения осуществлять приемы познавательной деятельности, соответствующие рассматриваемому содержанию.

Раскрытие содержания трех подсистем понятия «вещество» осуществлялось нами последовательно: состав —► строение —* свойства, с использованием традиционных форм и методов обучения.

Перечислим элементы содержания названных подсистем.

Подсистема «состав». Понятие об атомах и молекулах. Атомы как составная часть молекулы. Представление о малых размерах и массе частиц, образующих вещество. Понятие о химическом элементе как о виде атомов. Знаки химических элементов. Понятие о простых и сложных веществах. Химическая формула.

Подсистема «строение». Взаимодействия между атомами и молекулами. Постоянное движение атомов и молекул. Определенный порядок расположения частиц в веществе. Различия в строении веществ, находящихся в различном агрегатном состоянии.

Подсистема «свойства». Различия в сущности физических и химических явлений. Изменение состава и строения в ходе химических реакций. Зависимость свойств от состава и строения вещества. Различия в свойствах газообразных, жидких и твердых веществ.

При объяснении материала учитель опирался на знания учащихся о веществе, полученные в начальной школе. Это стало возможным в результате применения приемов: напоминание, конкретизация, актуализация, показ возможности переноса имеющихся у учащихся знаний и умений в новую ситуацию.

После изучения содержания названных подсистем учащимся предлагалось объединить их в единую систему и отобразить ее в виде схемы (схема 2).

Схема 2. Взаимосвязь между содержанием подсистем понятия «вещество».

Размеры и масса атомов и молекул

Вещество

Расположение атомов и молекул

Химический«— Состав <

> Строение—►Химическая связь

Простые и сложные вещества

элемент

между частицами

, Расстояние между частицами

Физические Химические

В результате изучения отобранного содержания у учащихся были сформированы: а) представления о причине многообразия веи/еств, которая заключается в отличии их по составу и строению; б) знания о зависимости свойств веществ от их состава и строения; в) знания о подсистемах понятия «вещество»: состав, строение, свойства; г) представления о сути изменений, происходящих с веществами в ходе химических реакций; д) знания о приемах познавательной деятельности.

Вместе с изучением содержания учащиеся обучались умениям осуществлять приемы познавательной деятельности, которые условно были разделены на две группы. Приемы первой группы предполагали изучение веществ через их непосредственное восприятие: а) наблюдение и описание свойств веществ; б) проведение опыта и описание его результатов; в) наблюдение и сравнение образг^в веществ. Ко второй группе были отнесены приемы, применение которых основано на использовании знаний и умений, полученных в результате освоения первой группы приемов: а) обобщение знаний; б) классификация объектов изучения; в) систематизация знаний о веи/естве; г) формулирование определений понятий.

При формировании приемов мы придерживались следующих подходов:

■ формируемый прием являлся предметом специального усвоения;

■ приемы формировались последовательно в соответствии со структурой каждого из приемов и с учетом особенностей содержания учебного мате-

■ процесс формирования приема контролировался учителем;

■ учитывались психологические особенности учащихся 11-13-летнего воз-

Методика формирования приемов заключалась в том, что вначале происходило введение приема и его осознание учащимися. Затем учащиеся, ре-

риала;

раста.

шая задачи по усвоенному образцу и в сходной ситуации, закрепляли прием, после чего прием переносился на решение новых задач в новых условиях.

Наблюдение и'описание свойств веществ. Формирование приема велось при рассмотрении следующих элементов содержания: агрегатные состояния веществ, горные породы и минералы, металлы и неметаллы. При формировании данного приема учащиеся под руководством учителя выбирали из предложенного перечня и называли свойства хорошо знакомых веществ. При описании других веществ учащиеся по ходу наблюдений заполняли таблицу, содержащую перечень свойств. При отработке приема наиболее подготовленные учащиеся описывали вещества, не имея перед глазами перечня свойств веществ. Ответы учащихся дополняли одноклассники, корректировал учитель.

Проведение опыта и описание его результатов. Формирование приема велось1 при рассмотрении следующих элементов содержания: сложные вещества и смеси, свойства газообразных веществ (кислород и углекислый газ), физические и химические явления. Проводя демонстрационный опыт, все вышеназванные пункты плана комментировал учитель. Другой опыт учащиеся выполняли самостоятельно, объясняя свои действия и наблюдения. В дальнейшем учащиеся отрабатывали умения самостоятельно формулировать цель опыта, называть оборудование, проводить опыт и описывать наблюдения, формулировать вывод.

Сравнение свойств веществ. Формирование приема велось при рассмотрении следующих элементов содержания: жидкие и твердые вещества, сложные вещества и смеси, металлы и неметаллы. При этом учащимся предлагалось охарактеризовать два вещества, а затем сопоставить перечисленные ими свойства и определить, какие из них относятся только к одному из веществ, а какое является общим свойством. Затем учащиеся отмечали свойства других веществ, называли сходные признаки, признаки отличий. В конце работы учащиеся сравнивали свойства самостоятельно.

Обобщение знаний. Методика обучению этому приему была направлена на то, чтобы сформировать у учащихся понятие о «существенных» и «несущественных» признаках (свойствах) предметов. Прием «обобщение» формировался при завершении изучения темы «Агрегатные состояния веществ», а также после рассмотрения каждой из подсистем понятия вещество (состав, строение, свойства).

Классификация. Обучение приему «классификация» велось при рассмотрении следующих элементов содержания: агрегатные состояния веществ, простые и сложные вещества, металлы и неметаллы. Этот прием мыслительной деятельности формировался на основе приема сравнения. Прием

классификации состоит из следующих операций: определение общих и отличительных признаков объектов на основе их сравнения; выбор основания для классификации; деление объектов на классы по выбранному основанию; построение классификационной схемы с указанием названия каждого класса.

Систематизация знаний. После обобщения учащимися полученных сведений о веществах было организовано повторение, в процессе которого происходило расширение и углубление знаний о веществе, в том числе о веществе как системном объекте. Именно систематизация способствовала приведению знаний о веществе в систему. Поэтому было важно, чтобы изученные элементы содержания, входящие в подсистемы понятия «вещество», образовали в сознании учащихся целостную картину, отражающую структуру системы понятия «вещество». Для выполнения приема систематизации формировались умения устанавливать причинно-следственные связи, выделять основные учебные единицы материала, рассматривать объект как часть системы.

Определение понятия. При выполнении этого приема учащиеся давали определение через ближайший «род» и «видовое» отличие. Отработка приема велась при формулировании понятий атом, химический элемент, простое и сложное вещество, химические явления и др.

Овладение учащимися совокупностью названных приемов познавательной деятельности было направлено на более полное раскрытие содержания подсистем понятия «вещество», развитие у учащихся мыслительных способностей и формирование умений, необходимых для проведения химического эксперимента.

Таким образом, сущность описанной методической системы заключается во взаимосвязанном формировании на пропедевтическом этапе понятия «вещество» как системы и приемов познавательной деятельности, необходимых для успешного усвоения систематического курса химии.

В третьей главе «Опытно-экспериментальная проверка эффективности предлагаемой методической системы формирования понятия «вещество» на пропедевтическом этапе» описаны задачи, условия и методы педагогического эксперимента, дан анализ его результатов.

При проведении эксперимента была поставлена задача определить эффективность разработанной методической системы путем оценивания влияния предложенной методики на качество усвоения учащимися знаний о веществе как системе и приемов познавательной деятельности.

Качество усвоения знаний и умений учащимися мы определяли с помощью методики, предложенной Усовой A.B. и Кыверялг A.A., адаптированной к специфическим задачам нашего исследования.

Эксперимент проводился в СОШ №2 и №3 г.Пестово и ОЦ №293 СВАО г.Москвы в три этапа: подготовительный, констатирующий и формирующий. Общее число учащихся, участвовавших в эксперименте, составило 163 человека.

• На подготовительном этапе были отобраны школы для проведения эксперимента и проведено собеседование с учителями с целью разъяснения целей, содержания и процедуры исследования. На констатирующем этапе учащимся был предложен контрольный срез (КС) №1. По показателю коэффициента усвоения знаний (Куз) методом случайного выбора были определены экспериментальная и контрольная группы учащихся, имеющих примерно одинаковый уровень знаний: значение Куз для контрольной группы 0,44, для экспериментальной - 0,43.

И в контрольной (КГ), и в экспериментальной группах (ЭГ) обучение естествознанию проводилось с опорой на методические рекомендации, предлагаемые авторами курса, изучаемого в школах. Однако в ЭГ учитель при проведении уроков делал особые акценты на содержание, направленное на формирование у учащихся знаний о веществе как системе и приемов познавательной деятельности.

Контрольные срезы знаний №2 и №3, проведенные в начале 6-го и в конце 7-го класса, включали аналогичные задания. В качестве содержательной основы заданий были использованы элементы содержания и умения, предусмотренные инвариантной частью программ курсов естествознания, биологии, географии, физики (У-УН классы). Приведем примеры заданий.

1. Выберите правильное продолжение фразы: «Воздух - это...»: алхимический элемент; б) простое вещество; в) сложное вещество; г) смесь веществ.

2. Названы объекты: корень, плод, лист, лепесток, растение, стебель, клубень. Выберите из них объект (систему), который объединяет в себе все остальные объекты.

3. Есть ли разница в действиях наблюдать и смотреть? Ответ объясните.

4. Дан перечень свойств: горячий, сладкий, хвойный, цветочный, теплый, соленый, холодный, кислый, раздражающий. Назовите три признака для их классификации и распределите их по группам.

При составлении заданий КС мы также включили в них некоторые элементы содержания, рассматриваемые в теме «Первоначальные химические понятия» в 8 классе. Приведем примеры заданий.

1. Простым веществом является: а) спирт; б) стекло; в) сера; г) гранит.

2. К физическим явлениям относится: а) горение бумаги; б) испарение воды; в) ржавление железа; г) скисание молока.

3. Сравните свойства алюминия и поваренной соли.

КС №2 и №3 позволили определить исходный и итоговый уровни владения учащимися знаниями о веществе и приемах познавательной деятельности. Сравнение ответов учащихся КГ и ЭГ показал, что учащиеся ЭГ лучше владеют понятиями «химический элемент», «атом» и «молекула», «простое и сложное вещество»; дают более аргументированные ответы на вопросы о системной организации понятия «вещество»; демонстрируют умение применять знания о приемах познавательной деятельности в новой ситуации. Статистическая обработка результатов КС №2 и №3 позволила распределить учащихся на три группы в соответствии с разными уровнями знаний о веществе и приемах познавательной деятельности (высокий, средний и низкий).

Высокий уровень характеризуется верными и полными ответами учащихся на подавляющее большинство вопросов, что отражало хорошее владение учащимися теоретическими знаниями, видением возможностей творческого применения знаний при проведении опытов и в жизни.

Средний уровень знаний характеризуется преимущественно правильными ответами на задания с выбором ответа и неполными ответами на вопросы, предполагающие аргументированный ответ, что свидетельствует о недостаточной степени усвоения теории и понимания возможности применения знаний в новой ситуации, на творческом уровне.

Низкий уровень знаний характеризуется ошибками в ответах на большинство заданий, что отражает незнание и/или непонимание большей части изученного материала.

Результаты обработки данных приведены в гистограммах.

Низкий уровень Средний уровень Высокий уровень

В гистограммах отражено соотношение числа учащихся (в %), показавших различные уровни знаний по результатам выполнения КС №2 и №3.

В представленных гистограммах зафиксировано: 1) более существенное снижение числа учащихся экспериментальной группы, показавших низкий уровень знаний, по сравнению с аналогичной тенденцией у учащихся контрольной группы; 2) более значительный рост числа учащихся экспериментальной группы, показавших средний и высокий уровень знаний по сравнению с контрольной группой.

□ - констат. этап я - формир. этап

□ - констат. этап а - констат. этап

■ - формир. этап ■ - формир. этап

Для КС №2 и №3 был определен Кпво - коэффициент полноты выполненных операций (таблица 2).

Таблица 2. Значения Кпво контрольной и экспериментальной групп по

Контрольный срез Значение Кпво

Контрольной группы Экспериментальной группы

КС №2 0,25 0,22

КС №3 0,42 0,71

Как видно из таблицы, значение Кпво по результатам КС №2 у КГ и ЭГ отличаются несущественно. Результаты КС №3 свидетельствуют о более значительном увеличении (по сравнению с исходным) этого показателя у ЭГ и превышают на 0,29 аналогичный показатель КГ.

Для определения эффективности методической системы мы использовали коэффициент успешности (Y), который вычисляется по формуле: Y = Кэ/Кк, где Кэ — значение Кпво для ЭГ; Кк — значение Кпво в КГ. Методическая система может считаться эффективной, если значение коэффициента успешности больше 1. В нашем исследовании значение Y = 0,71/0,42 = 1,69.

Таким образом, итоги эксперимента показали, что предложенную методику работы учителя, направленную на формирование понятия «вещество» на пропедевтическом этапе изучения химии, можно считать эффективной.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Выявлены подходы к определению содержательной и процессуальной составляющей пропедевтической подготовки учащихся V-VII классов, которые выражаются в том, что формирование целостных, системных знаний о веществе возможно во взаимосвязи с овладением умениями осуществлять приемы познавательной деятельности.

2. Определены психолого-педагогические особенности формирования знаний о веществах у учащихся подросткового возраста, которые заключаются: а) в восприятии ими окружающего мира как единого целого; б) в готовности их аппарата мышления к восприятию понятия «вещество» как системного объекта; в) в стремлении учащихся проявить большую самостоятельность в процессе применения приемов познавательной деятельности; г) в необходимости подкрепления полученных теоретических знаний проведением самими учащимися опытов с веществами.

зация и перенос в новую ситуацию) сформировать у учащихся представления о взаимосвязи между объектами окружающего мира.

4. Разработана методика формирования понятия «вещество» как системы на пропедевтическом этапе обучения химии, особенностями которой являются:

а) направленность на формирование понятия «вещество» как системы в результате последовательного раскрытия содержания его подсистем (состав, строение, свойства) и выявления взаимосвязи между ними;

б) одновременность формирования знаний, относящихся к понятию «вещество», и умений осуществлять приемы познавательной деятельности;

в) актуализация знаний о веществе, ранее полученных учащимися при изучении природоведения, естествознания, биологии, физики, географии;

г) использование химического эксперимента как фактора, необходимого для более полного раскрытия содержания понятия «вещество» и успешного формирования приемов познавательной деятельности.

Результаты педагогического эксперимента подтвердили справедливость выдвинутой в начале исследования гипотезы, а также то, что предложенная методическая система является эффективной, т.к. ее применение обеспечивает формирование у учащихся понятия «вещество» и приемов познавательной деятельности, что в дальнейшем способствует успешному усвоению курса химии.

Основное содержание исследования отражено в публикациях:

1. Добротин Д.Ю. Формирование приемов познавательной деятельности учащихся при изучении понятия «вещество» //Химия в школе. - 2004. - №10. - С.23-29.

2. Добротин Д.Ю. Развитие мотивации к обучению у учащихся при формировании понятия «вещество» на пропедевтическом этапе изучения хи-мии//Совместная работа аспиранта и учителя по формированию мотивации учения у школьников. Сборник материалов научно-практической конференции молодых ученых. - М.: ИСМО РАО, 2005. - С.39-44.

3. Добротин Д.Ю. Системный подход при формировании понятия «вещество» на пропедевтическом этапе изучения химии //Химия в школе - 2005. -№7.-С. 11-16.

4. Добротин Д.Ю. Поэкспериментируем с погодой? (Использование методов научного познания в курсе «Естествознания» 5-6 классов) //Естествознание в школе. - 2005. - №5. - С.40-43.

5. Добротин Д.Ю. Основные компоненты методической системы работы учителя по формированию понятия «вещество» на пропедевтическом этапе обучения химии (5-7 класс) [Электронный ресурс] -http://www.mediaeducation.ru/asp.htm - 0,4 п.л.

6. Добротин Д.Ю. Особенности содержания пропедевтического этапа формирования понятия «вещество» [Электронный ресурс] -http://www.mediaeducation.ru/asp.htm - 0,4 п.л.

Издательство Института содержания и методов обучения РАО Москва, 103062, ул.Макаренко, д.5/16. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Добротин, Дмитрий Юрьевич, 2006 год

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. ПРОБЛЕМА ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ НА ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОМ ЭТАПЕ ОБУЧЕНИЯ

ХИМИИ.

§ 1. Понятие как содержательная основа процесса обучения.

§ 2. Формирование понятия «вещество» в систематическом курсе химии.

§ 3. Понятие «вещество» в содержании пропедевтических курсов.

§ 4. Методика формирования знаний о веществе на пропедевтическом этапе обучения.

Глава И. МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ У УЧАЩИХСЯ ЗНАНИЙ О ВЕЩЕСТВЕ НА ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОМ

ЭТАПЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ.

§ 1. Содержание методической системы работы учителя по формированию у учащихся понятия «вещество».

§ 2. Структура методической системы формирования понятия вещество».

§ 3. Методы и приемы работы учителя, направленные на формирование у учащихся понятия о веществе как системе.

§4. Методика формирования у учащихся основных приемов познавательной деятельности.

Глава III. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МЕТОДИКИ

ФОРМИРОВАНИЯ ПОНЯТИЯ «ВЕЩЕСТВО» НА

ПРОПЕДЕВТИЧЕСКОМ ЭТАПЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ.

§ 1. Общая характеристика этапов исследования.

§ 2. Характеристика подготовительного и констатирующего этапов эксперимента.

§3. Характеристика формирующего этапа эксперимента.

§4. Итоги опытно-экспериментальной проверки эффективности предложенной методики.

Введение диссертации по педагогике, на тему "Методические особенности формирования понятия "вещество" на пропедевтическом этапе обучения химии"

Основу содержания любого учебного предмета составляет система понятий, от степени усвоения которых зависит качество знаний и уровень развития логического мышления обучающихся. В связи с тем, что понятия являются базисными единицами в системе знаний, проблема совершенствования методики формирования у учащихся научных понятий всегда актуальна.

Окружающий нас мир - это мир веществ и их превращений. Знания о веществах и изменениях, происходящих с ними, можно считать основными для создания у учащихся картины мира, адекватной ступени обучения.

В основе курсов физики, биологии, географии заложена информация о процессах, происходящих с веществами в живой и неживой природе. Понимание сути этих процессов и их закономерностей является одной из основных задач изучения любой науки о природе и, в первую очередь, химии. Однако существующая предметная структура обучения, обеспечивая формирование системы знаний в области отдельных наук, не способствует в достаточной степени формированию у учащихся целостной естественнонаучной картины мира. Это обусловлено тем, что принцип преемственности, предопределяющий необходимость существования взаимосвязи между содержанием пропедевтического этапа, в рамках которого происходит знакомство учащихся с окружающим миром, и этапом изучения естественнонаучных понятий в систематическом курсе химии основной школы реализуется не в полной мере.

Согласно концепции химического образования знакомство с понятием «вещество» начинается еще в курсах «Окружающий мир» и «Природоведение» начальной школы. В дальнейшем это понятие должно расширяться и углубляться в курсе «Естествознание» или, если такого предмета нет в учебном плане школы, то в курсах биологии, географии, физики (5-7 классов) и при изучении систематического курса химии в основной и старшей школе.

На каждом этапе непрерывного образования решаются собственные задачи. Пропедевтический этап формирования химических знаний, который охватывает начальную школу и 5-7 классы основной школы, служит задачам накопления знаний об окружающей действительности. Выявление особенностей формирования ключевых знаний, относящихся к понятию «вещество», на пропедевтическом этапе актуально для успешного решения учебно-воспитательных задач обучения химии на последующих этапах и для создания целостного образа картины мира у учащихся.

Задачам обучения на пропедевтическом этапе при овладении учащимися знаниями о веществах и умениями обращаться с ними должна соответствовать особая методика формирования понятий. Для создания методики и ее обоснования важно: 1) выяснить сущность категории «понятие»; 2) определить особенности развития мыслительных умений у учащихся младшего и среднего подросткового возраста (5-7 класс); 3) установить дидактические условия формирования у учащихся понятия «вещество».

Определению сущности категории «понятие» посвящены работы философов Е.К.Войшвилло, Д.П.Горского, Р.Б.Добротина, Б.М.Кедрова,

A.Н.Шиминой [21, 32, 43, 62, 146]. К настоящему времени существуют большое число определений категории "понятие". В качестве основного мы используем следующее: понятие - это «результат обобщения свойств предметов некоторого класса и мысленного выделения самого этого класса по определенной совокупности общих для предметов этого класса отличительных признаков» [21, с.31].

Различным аспектам формирования мыслительных умений у учащихся посвящены исследования психологов Л.С.Выготского, П.Я.Гальперина,

B.В.Давыдова, А.Н.Леонтьева, Н.А.Менчинской, С.Л.Рубинштейна, Н.Ф.Талызиной, Д.Б.Эльконина [23, 25, 36, 72, 80, 105, 118, 20]. В европейской психолого-педагогической науке эта проблема успешно исследовалась Ж.Пиаже[97].

В исследованиях педагогов-дидактов Д.П.Горского, В.В.Краевского, М.Н.Скаткина, А.В.Усовой и др. [109, 113, 127] выявлены дидактические условия формирования некоторых групп общенаучных и системообразующих понятий или их образов.

В работах В.И.Загвязинского, Л.Я.Зориной, И.Я.Лернера, А.И.Уемова, С.А.Шапоринского [47, 54, 74, 124, 142] и других отмечено, что применение системного подхода в процессе обучения, независимо от рода изучаемой системы (биологической, химической, математической, социальной), является познавательным средством, обеспечивающим как усвоение учащимися учебных предметов, так и формирование целостных междисциплинарных понятий науки, имеющих универсальное методологическое значение. К таковым можно отнести и понятие «вещество», для успешного формирования которого необходима актуализация всего объема знаний, которые учащиеся приобрели при изучении предметов естественнонаучного цикла, то есть реализация межпредметных связей.

В научных исследованиях роли межпредметных связей в осуществлении принципов преемственности и системности уделено большое внимание. Дидактические аспекты решения проблемы межпредметных связей рассмотрены в работах Д.М.Кирюшкина, М.Н.Скаткина, Н.А.Сорокина и др. [64, 111]. В исследованиях этих ученых отмечено положительное влияние межпредметных связей на глубину и прочность усвоения учащимися материала изучаемых дисциплин, повышение внимания и интереса к предметам, развитие мыслительных способностей учащихся.

Существенным компонентом, определяющим качество усвоения естественнонаучных понятий, является уровень развития приемов учебной работы, в основе которых лежат, как известно, приемы мыслительной познавательной) деятельности. Решение любой познавательной задачи невозможно без таких мыслительных операций, как сравнение, классификация, обобщение, абстрагирование и моделирование и т.д. Понятие «вещество» является тем объектом изучения, содержание и методика формирования которого позволяет последовательно вводить новые и использовать уже включенные в деятельность учащихся приемы учебной работы.

Приемы учебной работы - это система действий учащегося, выполняемых в определенной последовательности в ответ на поставленную задачу. Учебный процесс, целенаправленный на формирование приемов учебной работы, способствует умственному развитию учащихся и обеспечивает более высокий уровень их знаний, потому что усвоенные приемы позволяют приобретать знания осознанно и самостоятельно[95].

В практике массовой школы все еще преобладают методы, основанные на преподнесении материала учащимся в готовом виде. При их воспроизведении возникают сложности с применением знаний в новой ситуации и при решении вопросов творческого характера. Суждения и доказательства учащихся, как правило, слабо аргументированы и недостаточно логичны, определения понятий, характеристика признаков и свойств изучаемых тел и веществ обычно даются не по существенным признакам, а по их назначению и способам применения человеком. Причина, на наш взгляд, состоит в недостаточном внимании к методикам, направленным на формирование у учащихся навыков самостоятельной познавательной мыслительной деятельности, а также приемов учебной работы с информацией, получаемой учащимися в школе и повседневной жизни.

Общие теоретические положения о приемах учебной работы и путях их формирования приведены в трудах педагогов и психологов: Ю.К.Бабанского, Д.Н.Богоявленского, П.Я.Гальперина, Е.Н.Кабановой-Меллер, И.Я.Лернера, Н.А.Менчинской и др. [5,10, 25, 61, 74, 80, 104].

Методике использования приемов учебной работы и соответствующих им приемов познавательной деятельности при изучении курса химии посвящены работы М.В.Зуевой, Ю.В.Ходакова, Г.И.Шелинского [57, 130, 144]. В работах этих ученых-методистов подчеркивается важность одновременного формирования приемов познавательной деятельности и системы химических знаний, центральное место в которой занимает понятие «вещество».

Методические подходы к формированию системы понятия «вещество» изложены в работах Д.П.Ерыгина, Р.Г.Ивановой, Н.Е.Кузнецовой, Е.Е.Минченкова, Л.А.Цветкова, И.Н.Черткова и др. [117, 58, 69, 84, 131, 137]. Особое внимание в них уделяется важности раскрытия содержания элементов (подсистем) этого центрального, системообразующего понятия, таких как состав, строение, свойства.

Важная роль в процессе формирования понятия «вещество» отводится пропедевтическому этапу получения знаний, который включает начальную школу и V-VII классы основной школы. «Пропедевтика» в переводе с греческого означает «обучать предварительно». Учитывая цели обучения химии, важно так подготовить учащихся к восприятию знаний систематического курса в VIII классе, чтобы подвести их к пониманию главной особенности познавательной деятельности при изучении предмета, которая, по словам П.П.Лебедева, состоит в том, что изучающий химию должен уметь мыслить двойным рядом образов: наблюдать реальные явления, связывая их с гипотетическими образами (микромиром молекул и атомов). Эта идея и была положена в основу нашего исследования: учащиеся будут хорошо подготовлены к восприятию курса химии, если при изучении свойств веществ научатся обращать внимание на их состав и строение, другими словами, будут характеризовать целостный объект «вещество» с разных сторон, используя необходимые приемы познавательной деятельности.

Этап V-VII классов является связующим звеном между начальной школой и началом изучением систематического курса в основной школе. Поэтому основой для формирования этого понятия на данном этапе должны стать знания и умения, полученные учащимся в начальной школе при изучении курса природоведение. В результате обучения к концу VII класса у учащихся должны образоваться опорные знания и умения, необходимое для успешного усвоения систематического курса химии. Данное условие отражает дидактический принцип преемственности процесса обучения.

Системообразующая функция понятия «вещество» предопределила необходимость учета в процессе обучения принципов научности и системности. Соблюдение данных принципов способствует гармоничному «включению» образующейся в сознании учащихся системы понятия «вещество» в уже имеющуюся у них систему знаний о природе, что является важным для создания у учащихся целостной картины окружающего мира.

Для успешного формирования понятия «вещество» и приемов учебной деятельности необходимо использование химического эксперимента (П.А.Глориозов, Л.С.Зазнобина, Д.М.Кирюшкин, Т.С.Назарова [140, 46, 63, 87]). Его применение позволит ставить перед учащимися познавательные проблемы, тем самым способствуя развитию у них стремления самостоятельно добывать новые знания, что является особенно важным для учащихся младшего подросткового возраста. Проведение химических опытов играет важную роль и при формировании приемов познавательной деятельности.

При создании методики мы исходили из возможности формирования понятия «вещество» в рамках изучения курса естествознания (V-VII классы) и систематических курсов биологии, географии, физики (VI-VII классы). В настоящее время разработано немало методических пособий, в которых обсуждается содержание учебного материала, включающего сведения о веществах, предлагаются обобщающие таблицы и схемы, дается описание проводимых учителем и учащимися опытов[1, 34, 65, 81, 89, 96; 125, 128].

Однако методика целенаправленного формирования центрального химического понятия - «вещество» как системного объекта на пропедевтическом этапе не разработана.

Объект исследования: процесс обучения химии в основной школе.

Предмет исследования: процесс формирования понятия «вещество» до изучения систематического курса химии.

Для достижения цели и проверки гипотезы исследования были поставлены следующие задачи:

1) определить содержательную и процессуальную составляющую пропедевтической подготовки учащихся V-VII классов к изучению курса химии;

3) выявить в содержании предметов естественнонаучного цикла IV-VII классов комплекс знаний о веществе, являющихся опорными при формировании понятия «вещество»;

Методы исследования: теоретические - анализ философской, педагогической и методической литературы; сравнительный анализ действующих программ по предметам естественнонаучного цикла для 5-7 классов; экспериментальные - наблюдение; обобщение педагогического опыта; собеседование с преподавателями и опрос учащихся; проведение письменных проверочных работ; педагогический эксперимент наблюдение; обобщение педагогического опыта; собеседование с преподавателями и опрос учащихся; проведение письменных проверочных работ; педагогический эксперимент с последующим качественным и количественным анализом полученных результатов.

На втором этапе (2002-2004 гг.) разработана методика формирования у учащихся понятия «вещество» и приемов познавательной деятельности до изучения систематического курса химии.

Экспериментальная база исследования - образовательный центр №293 г.Москвы и школы №1 и №2 г.Пестово (Новгородской области).

Научная новизна исследования состоит в разработке методики, направленной на формирование у учащихся V-VII классов понятия о веществе как целостном системном объекте в сочетании с обучением их умениям осуществлять приемы познавательной деятельности по усвоению элементов знаний, относящихся к понятию «вещество».

Методическая система включает: рабочую модель структуры методической системы; комплекс знаний о веществе, формирование которых происходит на пропедевтическом этапе изучения химии; обоснование последовательности этапов формирования понятия «вещество»; формы и методы организации учебного процесса; диагностику и оценку сформированности понятия «вещество»; методические рекомендации к проведению уроков.

Апробация и внедрение результатов исследования: основные положения исследования обсуждались и получили одобрение на заседании Ученого совета ИСМО РАО (декабрь 2005), лаборатории химического образования ИСМО РАО (2004 - 2006гг.), на семинарах и лекциях, проводимых с учителями г.Москвы и г.Пестово в рамках движения «Учитель года России» (2004-2005гг.). На конференции молодых ученых ИСМО РАО (июнь 2005г.) выступление по проблеме исследования отмечено дипломом III степени.

Структура диссертации: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования)"

Выводы ко П-й главе:

1. Разработана структура методической системы, включающая содержательный, методический и практический компонент.

2. Определен комплекс приемов работы учителя, направленных на формирование у учащихся на пропедевтическом этапе понятия «вещество» как системы с использованием имеющихся у них знаний.

3. Осуществлен отбор элементов содержания, составляющих комплекс знаний о веществе, которым должны овладеть учащиеся.

4. Определен комплекс приемов познавательной деятельности учащихся, необходимых для успешного формирования у них понятия «вещество» как системы.

5. Определены оптимальные условия для применения методов (объяснительно-иллюстративного, репродуктивного, частично-поискового, исследовательского и метода проблемного изложения) и приемы работы учителя, направленные на использование имеющихся у учащихся знаний о веществе.

6. Предложен комплекс демонстрационных опытов, лабораторных работ и опытов, выполняемых учащимися, которые способствуют более полному раскрытию содержания понятия «вещество», а также формированию и отработке приемов познавательной деятельности.

Глава III. Опытно-экспериментальная проверка эффективности предлагаемой методики формирования понятия «вещество» на пропедевтическом этапе обучения химии

§1. Общая характеристика этапов исследования

Основная цель эксперимента состояла в проверке эффективности предложенной методики взаимосвязанного формирования понятия «вещество» и приемов познавательной деятельности на пропедевтическом этапе обучения химии.

При разработке содержания эксперимента мы опирались на результаты научных исследований по проблеме формирования первоначальных химических понятий и понятия «вещество» при обучении химии [69; 97; 113].

Эксперимент проводился в три этапа: подготовительный, констатирующий, формирующий.

На подготовительном этапе были выбраны образовательные учреждения и учителя, которые приняли участие в эксперименте. При этом важно было, чтобы в школах наполняемость классов составляла 25 -30 учащихся, которые обучались бы по экспериментальной методике, чтобы преподавался курс естествознания в 5-7 классах и учебный план предусматривал не менее 2 часов в неделю на изучение этой дисциплины. Кроме этого, необходимо было убедиться, что учителя заинтересованы в проведении эксперимента и согласны на сотрудничество с исследователем, и имеют достаточный опыт преподавания естественнонаучных курсов в 5 - 7 классах.

На этом этапе проводилось уточнение цели эксперимента, прогнозирование ожидаемых положительных результатов и возможных негативных проявлений. Так, например, в качестве дополнительного положительного эффекта от применения методики мы могли ожидать формирование у учащихся представлений о понятии «система» и развитие у них умений анализировать объекты природы как системы.

Затем была составлена программы эксперимента, определены этапы и сроки их осуществления, подходы к проведению контролирующих мероприятий.

В результате были отобраны две общеобразовательные школы №1 и №2 г. Пестово Новгородской области и образовательный центр №293 г. Москвы СВАО. В каждой из школ была выбрана параллель из двух 6 классов с наполняемостью классов 25-30 человек. Общее число учащихся, участвовавших в эксперименте, составило 163 человека: из них в школе №1 -25 (6А) и 27 (6Б) учащихся; №2 - 28 (6А) и 26 (6Б) учащихся. В школе №293 -27 (6А) и 30 (6Б) учащихся.

На констатирующем этапе осуществлен анализ состояния предмета исследования на начальном этапе эксперимента и фиксация фактического положения дел.

Проведено распределение учащихся на контрольную (КГ) и экспериментальную группы (ЭГ).

Были определены подходы к сбору информации и определена выборка, достаточная для контроля и проведения последующего анализа полученных результатов.

Сбор информации осуществлялся следующими методами:

- социологическими: беседа с учителями (метод экспертов) и выборочный опрос учащихся;

- праксимологическими: изучение проверочных работ этих учащихся в 5 классе, итоговые результаты (годовые отметки), творческие работы (дневники наблюдений за домашними растениями и животными, календарь природных изменений, тетради);

- статистическими: проведение и анализ проверочных работ. Для этого были разработаны задания для контрольных срезов (КС) знаний, включающие вопросы, направленные на определение начального уровня формируемых в ходе исследования знаний и умений.

На формирующем этапе осуществлялось обучение естествознанию по программе А.Г.Хрипковой «Естествознание» 5-7 класс с использованием методических рекомендаций, прилагаемых к ней [44, 45, 81]. В экспериментальной группе применялась разработанная нами методика, которая заключалась в акцентировании внимания учащихся на содержании элементов знаний, входящих в систему понятия «вещество», и знаний о приемах познавательной деятельности.

По завершению работы учителям предстояло с помощью заданий для контрольных срезов провести повторную проверку уровня усвоения учащимися знаний о веществе и владения ими приемами познавательной деятельности. Кроме этого были проанализированы творческие работы учащихся (главным образом, содержание рефератов и докладов), а также проведено выборочное собеседование с учащимися. Были изучены отзывы учителей о проверяемой методике, их замечания и предложения.

После качественного и количественного анализа результатов был сделан вывод об эффективности использования предложенной методики.

§2. Характеристика подготовительного и констатирующего этапов эксперимента

В ходе беседы с учителями выяснялось их мнение о содержании программ по естествознанию, их методическом обеспечении и обсуждались методические пути решения возникающих трудностей, оценивался общий уровень естественнонаучной подготовки учащихся. Проведение беседы позволило получить общее представление об уровне подготовки учащихся и их отношении к естественнонаучным курсам.

Беседа с учащимися московской школы осуществлялась непосредственно нами, а с каждым учащимся школ г.Пестово - нашим представителем по заранее разработанным вопросам. Беседа проводилась по следующим вопросам:

1. Что из изученного в 5 классе тебе показалось наиболее интересным? Почему? Что было наиболее трудным для понимания?

2. Много ли времени ты затрачиваешь на выполнение домашней работы по естествознанию?

3. Всегда ли ты понимаешь то, о чем говорится на уроке? Что предпринимаешь в случае непонимания объяснения?

4. Пригодились ли тебе знания, полученные на уроках естествознания, в повседневной жизни? В каких ситуациях?

5. Читаешь ли ты дополнительную литературу о природе: веществах, растениях, животных и процессах, происходящих в окружающем мире?

6. Есть ли у тебя дома комнатные растения и домашние животные? Нравится ли тебе за ними ухаживать?

Ответы учащихся свидетельствуют о достаточно высоком уровне интереса к окружающему миру. Многие учащиеся ходят в походы, помогают родителям в работе на приусадебных и дачных участках, имеют домашних животных. Некоторые пробовали проводить домашние эксперименты. Работа на приусадебных и дачных участках чаще упоминалась в ответах учащихся г. Пестово, ответ «хождение в походы» чаще встречался в ответах московских школьников. Принципиальных различий в ответах на вопросы о домашних животных, комнатных растениях, содержании, рассматриваемом на уроках, приготовлении домашней работы у учащихся г.Пестово и г.Москвы не выявлено.

Применение праксимологических методов позволило получить дополнительную информацию для объективного определения уровня естественнонаучной подготовки учащихся и равномерного распределения их на контрольную и экспериментальную группы. Для этого были рассмотрены итоговые отметки за 5 класс, проанализировано содержание и результаты итоговой и творческих работ. Более высокие результаты учащиеся демонстрируют по разделам, относящимся к курсу биологии и географии. Наиболее понятными являются темы, в которых речь идет о веществах и процессах, знакомых им по домашним делам (вода, сода, поваренная соль, взвешивание, растворение, фильтрование).

Для определения начального уровня знаний учащихся нами были разработаны задания для контрольных срезов. С этой целью было отобрано содержание, а также определены показатели (критерии) сформированности знаний о веществе.

Основой заданий стали элементы содержания и умения, предусмотренные инвариантной частью программ курсов естествознание, биология, география, физика. При составлении заданий КС мы также включили в них некоторые элементы содержания, рассматриваемые в рамках изучения темы «Первоначальные химические понятия» в 8 классе.

Таким образом, содержательную основу заданий составили 4 комплекса знаний и понятий, рассмотренных в главе II, §1 диссертации.

Успешное выполнение учащимися заданий, выстроенных по аналогии с заданиями, рассчитанными на учащихся 8 класса, позволяет говорить о достаточности полученных знаний для дальнейшего осознанного усвоения курса химии в целом. Такие результаты станут подтверждением гипотезы нашего исследования о достаточном уровне сформированности понятия «вещество» как системы и приемов познавательной деятельности для дальнейшего осознанного усвоения курса химии.

На стадии констатирующего эксперимента выяснялся начальный уровень владения учащимися 6-х классов знаниями о веществе и приемах познавательной деятельности.

Вопросы заданий для КС были составлены с учетом основной идеи разработанной методической системы: обучение приемам должно осуществляться вместе с формированием знаний, относящихся к понятию «вещество». Задания КС №1 приведены в таблице 8.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

3. В содержании предметов естественнонаучного цикла (IV-VI классы) выявлен комплекс знаний о веществе, позволивший учителю в результате использования совокупности приемов (напоминание, актуализация, конкретизация и перенос в новую ситуацию) сформировать у учащихся понятие о веществе как целостном системном объекте.

4. Разработана методика формирования понятия «вещество» как системы на пропедевтическом этапе обучения химии, особенностями которой являются: а) направленность на формирование понятия «вещество» как системы в результате последовательного раскрытия содержания его подсистем (состав, строение, свойства) и выявления взаимосвязи между ними; б) одновременность формирования знаний, относящихся к понятию «вещество», и умений осуществлять приемы познавательной деятельности; в) актуализация знаний о веществе, полученных учащимися при изучении природоведения, естествознания, биологии, физики, географии; г) использование химического эксперимента как фактора, необходимого для более полного раскрытия содержания понятия «вещество» и успешного формирования приемов познавательной деятельности.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Добротин, Дмитрий Юрьевич, Москва

1. Алексашина И.Ю., Орещенко Н.И. Естествознание: программа. Методические рекомендации. - СПб.: Спец. литература, 1997.

2. Алексеев М.Н. Индукция и дедукция //Советская педагогика. 1969. №1.-С. 97- 108.

3. Анохин П.К. Философские аспекты теории функциональной системы. -М.: Наука, 1978.-339 с.

4. Арсеньев А.С., Библер B.C., Кедров Б.М. Анализ развивающегося понятия. М.: Наука, 1967. - 438 с.

5. Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса. -М.: Педагогика, 1982. 192 с.

6. Байбагисова З.Э. Формирование у учащихся методологических знаний при обучении химии: Дисс. канд.пед. наук М.: ИСМО РАО, 2003г. -230 с.

7. Баранов С.П. Принципы обучения. М., 1975. - 28 с.

8. Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Философский принцип системности и системный подход // Вопросы философии. -1978. №8. -С.39-52.

9. Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Становление и сущность системного подхода. М.: Мысль, 1973. - 74 с.

10. Богоявленский Д.Н., Менчинская Н.А. Психология усвоения знаний в школе. М.: Изд-во АПН РСФСР, 1959. - 347 с.

11. Божович Л.И. Избранные психологические труды. М., 1995. №4.

12. Божович Л.И., Славина Л.С. Психическое развитие школьника и его воспитание. М., 1979.

13. Божович Л.И. Психологический анализ формализма в усвоении школьных знаний // Советская педагогика. 1945. №11.

14. Борисов И.Н. Методика преподавания химии. — М. Учпедгиз, 1952.

15. Бурова Л.И. Формирование у младших школьников первоначальной системы знаний о природе. Москва-Череповец, 1996. Издательство МШ'У «Прометей», Издательство Череповецкого государственного педагогического института им. А.В.Луначарского. - С. 46-47.

16. Буслова М.К. Моделирование в процессе познания: Автореф. дис. . канд. философ, наук. Минск, 1973. - 25 с.

17. Бутлеров A.M. Основные понятия химии. С. - Петербург, 1886. - С. 51.18