Методическое пособие разработки заданий по технологии проблемного обучения

АОО «Назарбаев Интеллектуальные Школы»

филиал «Назарбаев Интеллектуальная Школа»

физико-математического направления г.Семей

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

РАЗРАБОТКИ ЗАДАНИЙ ПО ТЕХНОЛОГИИ

ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ

НА УРОКАХ ХИМИИ И БИОЛОГИИ

ДЛЯ УЧАЩИХСЯ 8-11 КЛАССОВ

Разработано учителями химии:

Бекжановой Э.К., Бекжановой Г.К.

Семей 2011
ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ НА УРОКАХ ХИМИИ

По способам организации учебного процесса обучение может быть традиционным (информационным, сообщающим) и включающим активные формы и методы познания.
В современном образовании наряду с традиционным обучением сформировались и другие направления:
· проблемное обучение;
· программированное обучение;
· обучение, основанное на теории поэтапного формирования умственных действий;
· алгоритмизированное обучение;
· проектное обучение и др.
Современное обучение – это многосторонний процесс, включающий разные элементы различных его направлений. Это позволяет использовать преимущества того или иного направления для каждой ситуации обучения сообразно с возрастными и индивидуально-психологическими особенностями как обучающихся, так и педагога.
Под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение предметными знаниями, умениями, навыками (ЗУН) и развитие творческих способностей.
Проблемное обучение включает несколько этапов:
· осознание проблемной ситуации;
· формулировка проблемы на основе анализа ситуации;
· решение проблемы;
· проверка решения.
Создание учебной проблемной ситуации – это форма предъявления ученику учебной задачи. Вся учебная деятельность может заключаться в планомерном и последовательном выстраивании учителем проблемных ситуаций и их разрешении учениками посредством учебных действий.
Проблемное обучение основывается на аналитико-синтетической деятельности учащихся, реализуемой в рассуждении, размышлении. Это эвристический, исследовательский тип обучения, направленный на развитие познавательных и творческих способностей и овладение способами самостоятельной деятельности.
Проблемное обучение может быть разного уровня в зависимости от деятельности педагога и учащихся (табл.).

Таблица

Уровень	Kоличество звеньев, сохраняемых за учителем	Kоличество звеньев, передаваемых ученику	Что делает учитель	Что делает ученик
0	3	0	Ставит проблему, формулирует ее, решает проблему	Запоминает решение проблемы
1	2	1	Ставит проблему, формулирует ее	Решает проблему
2	1	2	Ставит проблему	Формулирует проблему, решает проблему
3	0	3	Проводит общую организацию, контроль и умелое руководство	Осознает проблему, формулирует ее, решает проблему

Для реализации проблемной технологии необходимы:

отбор самых актуальных, сущностных задач;
определение особенностей проблемного обучения в различных видах учебной работы;
построение оптимальной системы проблемного обучения;
создание методических пособий;
подбор средств обучения;
личностный подход учителя, способный вызвать и направлять активную познавательную деятельность ученика.

Методические рекомендации к разработке и проведению проблемного урока

Назначение проблемного урока

· Приобретение ЗУН.
· Активизация и развитие мыслительных действий (анализ, синтез, аналогии, сравнение, обобщение и т. д.).
· Развитие креативности (творческого начала).
· Выход на проектную, исследовательскую деятельность.
Проблемный урок обязательно базируется на проблемной ситуации, в основе которой может лежать:
· несоответствие жизненного опыта реальной (новой) ситуации, научным сведениям;
· несоответствие имеющихся знаний и новых фактов;
· столкновение нескольких точек зрения, проблема выбора;
· прогноз (развитие) событий, явлений, предполагаемый результат;
· недостаток (недоступность) информации.

Методы решения проблемной ситуации

· Исследовательский: индуктивное (от частного к общему) и дедуктивное (от общего к частному) исследование.
· Проектирование.

Средства решения проблемной ситуации (проблемы)

· Эксперимент.
· Работа с информацией (текстовой, визуальной и др.).
· Наблюдение.
· Моделирование.

Формы работы учащихся

· Беседа (эвристическая, дискуссия, диспут и т. д.).
· Лекция.
· Экскурсия.
· Лабораторный опыт.
· Теоретическая работа в группе.

Этапы урока

1. Мотивация. Создание проблемной ситуации.
2. Выдвижение гипотез и их запись на доске.
3. Исследование (теоретическое, практическое).
4. Обмен информацией (при работе в группах). Представление работы.
5. Обработка информации (выделение значимой информации, подтверждение или опровержение высказанных ранее гипотез).
6. Подведение итогов урока. Вариант (ы) решения проблемы.
7. Рефлексия.
8. Домашнее задание.

ПРОБЛЕМНОЕ ОБУЧЕНИЕ (PbL)

Проблемным называется такое обучение, при котором усвоение знаний и начальный этап формирования интеллектуальных навыков происходят в процессе относительно самостоятельного решения системы задач – проблем, протекающего под общим руководством учителя.

ЭТАП ПОИСКА НЕИЗВЕСТНОГО В ЭТОЙ ПРОБЛЕМНОЙ СИТУАЦИИ ЛИБО ПУТЕМ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО СООБЩЕНИЯ УЧИТЕЛЕМ СВЕДЕНИЙ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОБЛЕМНОГО ЗАДАНИЯ.

НЕОБХОДИМЫЕ ЭТАПЫ

ПРОБЛЕМНОГО ОБУЧЕНИЯ

ЭТАП ПОСТАНОВКИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИЛИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ, ВЫЗЫВАЮЩЕГО СИТУАЦИЮ.

Проблемные методы – это методы, основанные на создании проблемных ситуаций, активной познавательной деятельности учащихся, состоящей в поиске и решении сложных вопросов, требующих актуализации знаний, анализа.

Проблемные ситуации могут создаваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении, закреплении, контроле.

РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ PbL

Отбор самых актуальных, сущностных задач;
Определение особенностей PbL в различных видах учебной работы;
Построение оптимальной системы PbL, создание учебных и методических пособий, руководств;
Личностный подход и мастерство учителя, способные вызвать активную познавательную деятельность ребенка.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ УСПЕШНОГО PbL

Интерес учащихся к содержанию проблемы.
Посильность для учеников с возникающими проблемами.
Значимость информации, которую учащийся получит при решении проблемы, в учебно-профессиональном плане.
Определенный стиль общения между преподавателем и обучаемыми, когда возможна свобода выражения своих мыслей и взглядов учениками при пристальном и доброжелательном внимании преподавателя к мысленному процессу ученика.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОБЛЕМНОМУ ОБУЧЕНИЮ
Предмет: Биология

Уровень: Первый/второй/третий

Тема: Пищеварительная система
Результаты обучения

Знание

Строение органов пищеварительной системы человека
Описание функций пищеварительной системы человека

Умение

Раскрытие функций и значения пищеварительной системы

Навыки

Наблюдение
Сравнение и противопоставление
Классификация

Необходимые знания:

Учащиеся должны иметь представление о системах организма человека: дыхательной, кровеносной, скелетной и мускульной.

Я так несчастен!

Почему я вынужден сидеть так долго в неподвижном состоянии?

Ешьте бананы!

Это поможет!

Карина

Нурлан

Нет! Пейте больше сырой воды, это лучше, чем есть бананы!

Я озадачен, я в тупике!!! Объясните почему надо кушать бананы или пить воду? Что случиться с бананами, когда они окажутся в моём желудке?

Дархан

Заполнение таблицы FILA

Facts (Факты)	Ideas (Идеи)	Learning Issues (Вопросы)	Action Plan (План действий)
Несчастный Нурлан! Он вынужден сидеть неподвижно Карина предлагает, есть бананы. Она утверждает, что они помогают при запорах Дархан утверждает, что лучше пить воду, а не есть бананы Нурлан обеспокоен	Спелые бананы лучше, чем недоспелые Возможно Нурлан очень редко кушает фрукты и овощи Сырая вода помогает при запорах Нурлан ел много мучной пищи Недостаточно спал Мало двигался При сдаче экзамена испытал стресс	Что такое запоры? Какова причина запоров? Почему запоры исчезают, когда потребляешь бананы? Какие продукты надо есть при запорах? Почему нужно пить воду? Что происходит с бананами и водой, когда они попадают в организм?	Поиск информации в интернете Разговор с Нурланом Изучить книжный материал о пищеварительной системе Встретиться с семейным доктором и узнать рацион питания Нурлана Были ли у Нурлана проблемы раньше, и придерживался ли он диет? Узнать режим сна Нурлана Повлияли ли каким-то образом стрессы?

Вывод: в результате проделанной работы, выяснили, что Нурлан не любил пить воду, а употреблял газированные напитки, он мало двигается, чаще всего сидит за компьютером, в придерживается правильного рациона питания, это выяснилось при беседе с ним, любит сладкую и мучную пищу, а экзамены никак не повлияли на его проблему, так как экзамен он сдал на «отлично». Поэтому проблема будет устранена, если Нурлан будет придерживаться рациона питания, который будет составлен его семейным доктором и при подвижном образе жизни. Движение- это жизнь!

Проблемный сценарий

по химии
Хозяйка, готовясь к консервации овощей нового сезона, приобрела впрок несколько бутылочек уксуса. Через некоторое время она обнаружила, что уксус помутнел. Отчего помутнел уксус? Можно ли мутный уксус сделать светлым?

Хозяйка готовилась к консервации овощей

Купила несколько бутылочек уксуса
Обнаружила, что уксус помутнел через некоторое время

Возможно тара была нечистой

Истек срок годности уксуса
Негерметично закрыта крышка и уксус вступил в реакцию с угекислым газом
Изготовлен по неправильной технологии
Возможно это был не уксус, а какое-то другое вещество было налито в бутылочки
Возможно уксус был произведен в местности, где жесткость воды высокая, а вода не была полностью умягчена при его изготовлении

Что такое уксус?

К какому классу веществ его относят?
От чего помутнел уксус?
С какими веществами, вступая в реакцию способен образовывать осадки?
Каков срок годности продукта?
Влияет ли герметичность на свойства уксуса?
Жесткость воды влияет ли на процесс помутнения уксуса?
Какова причина помутнения раствора?
Какие имеются методы решения этой проблемы?
Возможно, ли это исправить в домашних условиях?
Опасно ли это вещество при помутнении?

Поиск информации в интернете, учебниках

Анализ мутного раствора уксуса
Изучение химических свойств уксуса и анализ вещества
Консультация с фирмой производителем о данном растворе
Опрос населения (были ли подобные случаи)
Провести эксперимент

Поиск информации об устранении данной проблемы

в интернете и консультация с сотрудниками лабораторий.

Вывод: в результате изучения литературы по химии и проведения ряда экспериментов по анализу качества уксуса и воды выяснили, что изготовление данного вещества осуществлялось с применением не умягченной, а жесткой воды. Поэтому, раствор уксуса помутнел через какое-то время, так как ионы кальция магния образовали осадки вступив с анионами имеющимися в растворе.

Мутный уксус можно сделать светлым, для этого необходимо проделать следующие реакции:

В мутный уксус добавить этиловый спирт и слегка нагреть, чтобы полностью осадить ионы кальция. Затем разделить этиловый эфир уксусной кислоты от гидроксида кальция, используя метод фильтрования.

(СН₃СОО)₂Са + НО-С₂Н₅→ СН₃СООС₂Н₅+ Са(ОН)₂↓

Далее гидроксид кальция нам не понадобится, а с образовавшимся эфиром провести реакцию гидролиза:

СН₃СООС₂Н₅+ НОН ↔ СН₃СООН + С₂Н₅ОН

Так как получившиеся вещества имеют разные температуры кипения, то необходимо нагревать раствор на водяной бане до тех пор, пока не улетучится весь спирт (температура спирта меньше, чем у уксусной кислоты, поэтому выпарится первым). При появлении запаха уксуса нагревание прекратить.

Разноуровневые проблемные задания

Уровень А

Марат очень любил сладости. Когда он пил чай, он добавлял 2-3 столовые ложки сахара. В неделю в его семье затрачивалось по 3 кг сахара. Утром он всегда кушал углеводную пищу, в обед белковую, а овощи и фрукты он ел редко. Марат заболел и попал в больницу.
Дина пришла со школы, к этому времени мама сварила компот, но он был очень горячим. Тогда мама остудила компот, погрузив кастрюлю в ведро с подсоленной холодной водой.
При обработке раны 3%-м раствором пероксида водорода наблюдается вспенивание, объяснить причину этого явления.
Колба, запаянная с металлом была взвешена до реакции. После прокаливания сосуд был открыт и взвешен. Его масса увеличилась.
Почему хлеб, если его долго жевать, приобретает сладкий вкус?
У водяного ореха чилима под водой образуются тяжелые плоды. Почему они не могут потопить растение?
Многие подростки не вынимают весь день жвачку изо рта. Какой опасности они подвергаются, и почему так происходит?
Самки различных животных в течение всей жизни производят разное количество оплодотворенных яиц: мышь – 50, акула – 20, слон – 5, треска – 9 • 10⁶ устрица – 100•10⁶ . Сколько оплодотворенных яиц от одной самки в среднем должно выжить, чтобы численность популяции каждого из названных видов не уменьшилась?
На основании правила экологической пирамиды определите, сколько

нужно планктона, чтобы в море вырос один дельфин массой в 300 кг.

10. «Каким образом будет происходить реакция между литием и

раствором сульфата меди(II)?» Объясните сущность, протекающих

процессов.

Уровень В

При неправильном уходе за ротовой полостью, зубы становятся очень чувствительными к горячей и холодной пище, но эти ощущения проходят, если 2 раза в день чистить зубы пастой, содержащий фтор. Как с химической точки зрения объяснить этот факт?
Шел дождь. Полицейский шёл по мосту. Автобус остановился во время мелкого дождя. От удара молнии человек умер.
Эвкалипт – одно из самых высоких деревьев, но под ним не бывает тени и никогда не растет трава, а в августе вся кора сбрасывается и ствол совершенно гол.
Сердце содержит 70% воды, а кровь на 90% из воды, хотя сердечная мышца плотная и твердая, а кровь жидкая. Объясните эти факты.
Алина ходила в булочную, где покупала вкусный и всегда свежий хлеб. Когда она принесла его домой и развернула, оказалось, что на нём плесень.
Глубокой ночью тарантулы выходят на охоту. Тарантул ждет добычу,

прыгает на змею ланцетоголова (одна из самых ядовитых змей), прокусывает кожу и впрыскивает яд, обеспечив себя пищей на очень длительное время. Как узнает тарантул о приближении жертвы? Как питается паук?

7. Королевские пингвины оставляют до пяти месяцев детенышей без еды

в суровых климатических условиях. Как выживают пингвинята?

8. Средний вес человека варьирует в пределах 70-90 кг. Чистый вес

скелета человека составляет 7-8 кг. Чем же в этом случае объясняется

его высокая прочность при относительной легкости?

9. При ударах ломаются кости рук и ног, так как они

внутри полые. Но именно эти кости могут выдерживать значительный

груз (до 2 тонн) и не ломаться. Почему?

10. Врачи уже давно замечали, что иногда у человека некоторые

пищеварительные железы вследствие заболевания почти прекращают

свою работу, а больные этого не замечают, на их пищеварении это не

отражается. Как же тогда переваривается пища? Какое открытие

позволило разгадать эту тайну?

Уровень С
1. В газете «Известия» от 17мая 1995 года была опубликована заметка «Жвачка без сахара»: «Сахарозаменитель ксилитол, получаемый из берёзы и известный у нас как ксилит, содержится во многих фруктах, в скорлупе миндаля. Финские и американские врачи провели исследования большого количества детей в одном из государств Центральной Америки, продолжавшиеся более трёх лет. Учителя давали детям жвачку с ксилитом. Чем дольше её держишь во рту, тем лучше для зубов. Уменьшается вредный налёт на зубах, во рту восстанавливается нормальное кислотно-щелочное равновесие. Ксилитол усиливает механизмы иммунной защиты полости рта. В итоге уменьшается количество стрептококков, способствующих появлению кариеса, в слюне возрастает содержание кальция».

Задание: Найдите противоречия и предложите свои рекомендации.
2. Пыль – необходимая составная часть атмосферы, она обеспечивает естественный ход природных и естественных явлений. Из космоса на поверхность нашей планеты ежегодно поступает 106 т. вещества в виде пыли. При извержении вулкана ее выделяется до 75 млн. м ³, при испарении капель воды в атмосферу попадает соль, химическая промышленность выделяет 1 млн. т. фреонов, соединений серы и т.д. Какова польза и какой вред пыли в атмосфере?
3. Площадь, реагирующая на запахи, у человека равна приблизительно 4,8 см², собаки – 64,5 см², у акулы – 130 см². Почему такая большая разница реагирующей поверхности?