Формирование основ исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии

Размещено на http://www.allbest.ru

Курсовая работа

Тема: «Формирование основ исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии»

Содержание

Введение

1. Формирование основ исследовательской деятельности учащихся как педагогическая проблема

2. Особенности организации учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии

3. Обобщение опыта учителей по организации учебно-исследовательской деятельности учащихся на уроках и во внеурочной работе по химии

Заключение

Список литературы

исследовательская урок химия учебная

Введение

Актуальность исследования. В интенсивно меняющейся среде современному человеку всё чаще приходится проявлять исследовательское поведение. Поэтому в настоящее время в педагогике и образовательной практике чрезвычайно высок интерес к природной поисковой активности ребёнка как важнейшему образовательному ресурсу.

Это обстоятельство вызвало к жизни принципиальное новое для российского образования явление -- исследовательское обучение. Исследовательское обучение основано на биологически предопределённой потребности ребёнка познавать окружающий мир. Оно предполагает не частичное использование поисковых методов в образовании, а обращение к принципиально иной модели обучения, где приоритетные позиции занимает познавательная деятельность самого ребёнка. Главное отличие исследовательского обучения -- активизировать учебную работу детей, придав ей исследовательский, творческий характер, и, таким образом, передать им инициативу в организации познавательной деятельности.

Цель исследования: теоретически обосновать исследовательскую деятельность обучающихся как средство развития исследовательских умений и навыков в процессе преподавания химии, умений работать в коллективе, группе.

Объект исследования: обучение химии в общеобразовательной школе.

Предмет исследования: организация учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии.

Задачи исследования:

1. На основе анализа психолого-педагогической и методической литературы определить сущность понятия «исследовательская деятельность учащихся».

2. Выявить особенности организации учебно-исследовательской деятельности учащихся.

3. Обобщить опыт работы учителей по организации учебно-исследовательской деятельности учащихся на уроках и во внеурочной работе по химии.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

- теоретические - анализ методической и психолого-педагогической литературы по теме исследования, анализ используемых в исследовании понятий и выполненных ранее исследований;

- эмпирические - изучение и обобщение передового педагогического опыта, включенное наблюдение.

Теоретической базой исследования явились работы, посвященные вопросам реализации исследовательского подхода к обучению, а также особенностям организации учебно-исследовательской деятельности (И.А. Зимняя, А.Г. Иодко, А.В. Леонтович и др.), работы, посвященные изучению психологических основ исследовательского подхода к обучению (А.Н. Леонтьев, А.И. Савенко, А.В. Петровский и др.), а также работы, рассматривающие особенности организации лабораторно-практических занятий по химии (О.В. Глазко, Д.М. Жилин, О.С. Зайцев С.Д. Шевченко и др).

Практическая значимость работы заключаются в том, что использование учебно-исследовательской деятельности учащихся позволяет осуществлять целенаправленное, поступательное развитие креативных сил каждого ребёнка, его творческого потенциала, а также формирование определенных групп умений, позволяющих приобщить учащихся к пониманию сущности химического исследования.

Апробация результатов. Основные положения и результаты проведенного исследования докладывались и обсуждались на IV Межрегиональной научно-практической конференции «Интеграционные процессы в экологическом образовании: современные социокультурные тенденции» (2012 г.).

По теме исследования опубликованы статьи:

1. Желонкина, М.Н. Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии / М.Н. Желонкина, Н. А. Бирюкова // Интеграционные процессы в экологическом образовании: современные социокультурные тенденции: материалы IV Межрегиональной научно-практической конференции (Йошкар-Ола, 23 ноября 2012 г.) / Под ред. С.О. Груниной. - Йошкар-Ола: МарГУ, 2013. - С. 219-224.

2. Желонкина М.Н.

1. Формирование основ исследовательской деятельности учащихся как педагогическая проблема

За последние годы в общеобразовательной школе наметились новые педагогические тенденции, такие как: усиление личностной ориентации содержания и технологий обучения; индивидуализация образовательных траекторий учащихся; творческая и развивающая направленность базового образования; технологизация и компьютеризация учебного процесса. Все это актуализирует необходимость формирования исследовательских умений школьников, способствующие повышению эффективности учебного процесса и развитию творческих способностей личности.

В связи с меняющимися запросами к результатам обучения педагоги разрабатывают новые образовательные технологии, построенные на исследовательском поиске ребенка в процессе обучения и самостоятельном творчестве. В литературе по педагогике и методике преподавания часто встречаются понятия «исследование», «исследовательская деятельность». Однако при этом редко даются их четкие определения. По нашему мнению, выяснение сути этих понятий представляется принципиально важной задачей при их изучении. Для полноценного раскрытия темы первостепенной задачей является уточнение основного понятия - «исследовательская деятельность».

Деятельность в целом, по мнению отечественного психолога А.Н. Леонтьева [18], представляет собой процесс активного взаимодействия субъекта с миром, во время которого субъект удовлетворяет какие-либо свои потребности. Деятельностью можно назвать любую активность человека, которой он сам придает определенный смысл.

Исследование - это творческий процесс изучения объекта или явления с определенной целью, но с изначально неизвестным результатом [23].

Каждый из нас по своей природе исследователь. Человеку присущи любопытство, исследовательская активность и исследовательское поведение. Различия между этими понятиями сразу не очевидны, но они во многом определяют степень адаптивности в приспособлении и эффективном взаимодействии организма с изменяющимися условиями окружающей среды.

Поисковая активность выступает в роли первоисточника и главного двигателя исследовательского поведения. Она характеризует его мотивационную составляющую. Стремление к поисковой активности в значительной мере предопределено биологически, вместе с тем это качество развивается под воздействием среды. Исследовательская активность пронизывает все виды деятельности человека, выполняя важные функции в развитии познавательных процессов, в научении, в приобретении социального опыта, в социальном развитии и личности. То есть можно сказать, что исследовательская деятельность побуждается познавательной активностью, характеризуется исследовательским мышлением и проявляется в исследовательском поведении.

В человеческой культуре сложились особые социально культурные нормы деятельности, которые мы называем исследовательской деятельностью. Она базируется на исследовательской активности и исследовательском поведении, но в отличие от них является осознанной, целенаправленной, выстраиваемой культурными средствами [23].

Анализ педагогической литературы даёт основание утверждать, что часть авторов тождественно уравнивают понятия «исследовательская деятельность» с «исследовательской активностью» и «исследовательским поведением». По их мнению, различия состоят лишь в акцентировании того или иного аспекта. Так, в понятии «исследовательская активность» больше подчёркивается потребностно-мотивационный и энергетический аспект, в «исследовательском поведении» -- аспект взаимодействия с внешним миром, в «исследовательской деятельности» -- аспект целеустремлённости и целенаправленности [30].

Исследовательская деятельность, по определению И.А. Зимней и Е.А. Шашенковой, -- это «специфическая человеческая деятельность, которая регулируется сознанием и активностью личности, направлена на удовлетворение познавательных, интеллектуальных потребностей, продуктом которой является новое знание, полученное в соответствии с поставленной целью и в соответствии с объективными законами и наличными обстоятельствами, определяющими реальность и достижимость цели. Определение конкретных способов и средств действий через постановку проблемы, вычленение объекта исследования, проведение эксперимента, описание и объяснение фактов, полученных в эксперименте, создание гипотезы (теории), предсказание и проверку полученного знания, определяет специфику и сущность этой деятельности» [8, с. 25].

В фундаменте исследовательского поведения, как подчёркивает А.И. Савенков, лежит психическая потребность в поисковой активности в условиях неопределённой ситуации. Он даёт следующее определение: «Исследовательскую деятельность следует рассматривать как особый вид интеллектуально-творческой деятельности, порождаемый в результате функционирования механизмов поисковой активности и строящийся на базе исследовательского поведения. Она логически включает в себя мотивирующие факторы (поисковую активность) исследовательского поведения и механизмы его осуществления» [29].

Таким образом, исследовательская деятельность по сути своей предполагает активную познавательную позицию, основанную на внутреннем поиске ответа на какой-либо вопрос, связанную с осмыслением и творческой переработкой информации, действием путём «проб и ошибок», работой мыслительных процессов. Этим исследовательская деятельность отличается от проблемного обучения, находясь с ним в одной группе образовательных технологий.

В рамках учебного процесса при организации исследовательской работы школьников происходит смещение акцентов с научной новизны знаний на их субъективность, а также на процесс овладения новыми видами деятельности.

Нужно подчеркнуть, что учебно-исследовательская деятельность имеет существенные отличия от научно-исследовательской. Если в науке главной целью является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности -- в приобретении учащимся функционального навыка исследования как универсального способа освоения действительности, развитии способности к исследовательскому типу мышления, активизации личностной позиции учащегося в образовательном процессе на основе приобретения субъективно новых знаний [22].

Учебно-исследовательская деятельность -- это деятельность, главной целью которой является образовательный результат, она направлена на обучение учащихся, развитие у них исследовательского типа мышления. Её ценность -- в возможности формирования мыслительных структур научного типа, которые предполагают самостоятельность мышления, его творческость и научную рефлексию, а также способность к исследовательскому поведению [27].

Целью исследовательской деятельности всегда является самостоятельное получение нового знания об окружающем мире, развитие познавательных интересов, интеллектуальных способностей учащихся; овладение умениями использования информации о современных достижениях в науке; обучение умению формировать тему, цели и задачи исследования, оформления работы; формирования навыков публичного выступления, культуры рассуждения, защиты реферативной работы, ведения дискуссии, чем и отличается от обычной учебной деятельности (объяснительно-иллюстративной) [17; 26]. Новое знание может иметь как частный, так и обобщающий характер, являясь либо закономерностью, либо знанием о детали, о её месте в той или иной закономерности [35]. Помимо новых знаний, целью исследований в рамках учебной деятельности является поиск новых методов и способов деятельности, а также отработка умений и навыков их использования. О двойственной цели этого вида учебной деятельности часто забывают, делая акцент только на результат.

Организация учебных исследований школьников подразумевает принципиальное изменение отношений между двумя субъектами образовательного процесса: в типичной образовательной ситуации, которая, как правило, определяет характер учебного процесса, реализуется стандартная позиционная схема «учитель» - «ученик». Первый транслирует знания, второй их усваивает; всё это происходит в рамках отработанной классно-урочной схемы.

При развитии исследовательской деятельности эти позиции сталкиваются с реалиями: нет готовых эталонов знания, которые столь привычны для классной доски: явления, увиденные в живой природе, чисто механически не вписываются в готовые схемы, а требуют самостоятельного анализа в каждой конкретной ситуации. Это инициирует начало эволюции от объект - субъектной парадигмы образовательной деятельности к ситуации совместного постижения окружающей действительности, выражением которой является пара «коллега - коллега».

Вторая составляющая -- «наставник - младший товарищ» предполагает ситуацию передачи навыков практической деятельности, связанных с освоением действительности от учителя, ими обладающего, к ученику. Эта передача происходит в тесном личностном контакте, что обуславливает высокий личный авторитет позиции «наставник» и специалиста, педагога, её носителя. Главным результатом рассмотренной позиционной эволюции является расширение границ толерантности участников исследовательской деятельности [22].

Говоря об особенностях исследовательской деятельности, нужно отметить, что она базируется на исследовательских способностях и исследовательских умениях субъекта, причём как ученика, так и учителя.

Исследовательские способности, по определению А.И. Савенкова, это индивидуальные особенности личности, являющиеся субъективными условиями успешного осуществления исследовательской деятельности [29]. В их состав входит:

умение видеть проблему;

умение вырабатывать гипотезу;

умение наблюдать;

умение проводить эксперимент;

умение давать определение понятиям и др.

Сформированность специальных исследовательских способностей не уменьшает значимость общеучебных учений и навыков, которые необходимы любому человеку для успешного обучения и дальнейшей самореализации.

Существуют различные подходы к определению понятия «исследовательские умения». Так, В.В. Успенский определяет их как способ самостоятельных наблюдений, опытов, полученных в процессе решения исследовательских задач [36]. А.В. Петровский отмечает надпредметный характер исследовательских умений. По его мнению, исследовательские умения - это владение сложной системой психических и практических действий, необходимых для познавательной деятельности во всех видах учебных работ [25]. Х.Я. Мулюков определяет такие умения как «умения применять тот или иной метод исследования при решении определенной проблемы или исследовательского задания». По А.Г. Иодко, исследовательские умения являются системой «интеллектуальных и практических умений учебной деятельности, необходимой для самостоятельного выполнения исследования или его части» [10].

С.И. Брызгалова трактует исследовательские умения как способ реализации отдельной деятельности, определяет их группы и представляет классификацию в зависимости от логики научного исследования: научно-информационные, методологические, теоретические, эмпирические, письменно-речевые, коммуникативно-речевые [3]. В работе «Исследовательская работа как специфический вид человеческой деятельности» И.А. Зимняя и Е.А. Шашенкова определяют эти умения как «способность самостоятельных наблюдений, опытов, поисков, приобретенных в процессе решения исследовательских задач» [8, с. 32]. Следовательно, нет единого мнения относительно психологической и практической сущности указанного понятия.

Еще больше противоречий в определении структуры исследовательских умений. Так, разные авторы понимают под одними и теми же компонентами учебной деятельности различные психологические явления. Однако большинство из них склоняется к мысли, что исследовательские умения - это сложные комплексные умения, охватывающих систему знаний, навыков и элементарных умений и несущие элементы творчества. Их знаниевый компонент - это прежде методологические знания общенаучного характера о методах научно-эмпирических исследований, о структуре деятельности исследователя-экспериментатора, о предмете и методах конкретной науки [9].

По мнению Н. Литовченко, в структуру исследовательских умений входят также знания, необходимые для ориентации в соответствующих исследовательских задачах: научный стиль мышления и работы, суть умственных, умственно-практических действий и их последовательность, эвристические правила и логические приемы [20]. Теоретический анализ проблемы познавательной деятельности свидетельствует, что усвоение необходимого минимума знаний является обязательным условием для формирования умений.

Определение исследовательских умений как сложных комплексных умений и характеристика их структуры вносит определенную ясность в процесс классификации умений и вообще в понимание этих важных понятий и облегчает определение оптимальных путей обучения учащихся исследовательской деятельности.

Тряпицына А.П. разделила учебные исследования на три группы: монопредметные, межпредметные и надпредметные.

1. Монопредметное исследование - это исследование, выполняемое по конкретному предмету, предполагающее привлечение знаний для решения какой-либо проблемы именно по этому предмету. Результаты выполнения монопредметного исследования не выходят за рамки отдельного учебного предмета и могут быть получены в процессе его изучения. Это исследование направлено на углубление знаний учащихся по конкретному предмету в школе.

Целевое назначение монопредметного учебного исследования - это решение локальных предметных задач, реализуется под руководством учителя - предметника, только по одному предмету. Примером такого монопредметного исследования может стать задание: «Предложите, как можно доказать, что алмаз и графит образованы одним химическим элементом». Конечно же, когда учащийся начинает проводить в данном случае исследовательскую работу, за рамки предмета химии он не выходит, «копая» только в одном - химическом направлении, не затрагивая ни математику (алгебру, геометрию), ни биологию, ни географию и так далее [32, с. 28].

2. Межпредметное исследование - это исследование, направленное на решение проблемы, требующей привлечения знаний из разных учебных предметов одной или нескольких образовательных областей.

Результаты выполнения межпредметного исследования выходят за рамки отдельного учебного предмета и не могут быть получены в процессе его изучения. Это исследование направлено на углубление знаний учащихся по одному или нескольким предметам, или образовательным областям.

Целевое назначение межпредметного учебного исследования - это решение локальных или глобальных межпредметных задач, реализуется под руководством педагогов одной или нескольких образовательных областей [32, с.30].

Межпредметное учебное исследование иногда называют интегрированным исследованием. К примеру, в исследовательской работе «Природные источники углеводородов» идет пересечение четырех школьных предметов: биология, география, химия, экология.

3. Надпредметное исследование - это исследование, предполагающее совместную деятельность учащихся и учителя, направленное на исследование конкретных личностно-значимых для старшеклассников проблем. Результаты выполнения такого исследования выходят за рамки учебной программы и не могут быть получены в процессе изучения последней. Исследование предполагает взаимодействие ученика с учителями различных образовательных областей.

Целевое назначение надпредметного учебного исследования - это решение локальных задач общеучебного характера. Реализуется это учебное исследование под руководством педагогов, работающих в одной параллели классов. Например, исследование «Нитраты в продуктах питания» носит надпредметный характер [32, с. 31].

Надпредметные исследования имеют ряд преимуществ перед учебными моно- и межпредметными исследованиями. Во-первых: они способствуют преодолению фрагментарности знаний учащихся и формированию общеучебных умений и навыков. Во-вторых: как правило, на их освоение не требуется выделение дополнительного учебного времени, так как их содержание как бы «накладывается» на содержание линейных курсов. И, наконец, в-третьих: процесс исследования способствует формированию команды учителей, объединенных одной целью.

Педагогическую целесообразность надпредметных исследований А.П Тряпицына определила следующим образом:

1. Надпредметное исследование является конкретным инструментом педагогической деятельности, обеспечивающим единство подходов учителей разных предметов к достижению общих целей школьного образования.

2. В силу своей обобщенности, надпредметное исследование позволяет учителю в максимальной степени раскрыть ценностные ориентиры своей деятельности как посредника между поколениями, между прошлым и будущим путем трансляции своего уникального индивидуального творческого отношения к миру (В.В. Абраменко, М.Ю. Кондратьев, А.В. Петровский).

3. Надпредметное исследование дает основу для реализации идеи создания условий для «подлинной жизни на уроке» (Л.В. Занков, Ш.А. Амонашвили, В.А. Сухомлинский), когда урок не только «готовит к жизни», но является средством познания учеником важнейших проблем своей сегодняшней жизни.

4. Надпредметное исследование обеспечивает содержательно-мировоззренческое сопровождение и согласование учебных программ школьного образования за счет целостного рассмотрения всех направлений повышения уровня компетентности школьников: расширения круга личностно-значимых проблем, расширения круга средств решения проблем.

5. Надпредметное исследование обогащает возможности учебного плана, не приводя к перегрузке учащихся, поскольку может являться основной для построения интегрированных модулей и способствовать обогащению содержания отдельных тем конкретных учебных предметов.

6. Надпредметное исследование может рассматриваться как способ педагогической поддержки процесса самообразования ученика и расширения форм учета достижений ученика в образовательной деятельности.

7. Надпредметное исследование может выступать средством интеграции школьного образования, дополнительного образования, самообразования и образования в опыте социальной деятельности ученика [32, с. 33].

Не менее важные ограничения накладывают на тематику, характер и объем исследований требования возрастной психологии. Для юношеского возраста характерны еще невысокий общий образовательный уровень, несформированность мировоззрения, неразвитость способности к самостоятельному анализу, слабая концентрацией внимания. Чрезмерный объем работы и ее специализация, которые приводят к уходу в узкую предметную область, могут нанести вред общему образованию и развитию, которые являются, безусловно, главной задачей в этом возрасте. Поэтому далеко не каждая исследовательская задача, привнесенная из науки, пригодна для реализации в образовательных учреждениях. Такие задачи должны удовлетворять определенным требованиям, исходя из которых, возможно установить общие принципы проектирования исследовательских задач учащихся в различных областях знания [1, с. 420].

Огородникова Н.В. выделяет несколько форм учебно-исследовательской деятельности старшеклассников при этом, по нашему мнению, это разделение является достаточно условным и зачастую предложенные формы сочетаются и успешно дополняют друг друга.

а) Традиционная урочная система. Урок выступает как ведущая форма организации учебно-исследовательской деятельности учащихся 9-ых, 10-ых, 11-ых классов. Именно на уроке учителя используют педагогические технологии, основанные на применении исследовательского метода обучения [24, с. 57].

Исследовательский метод можно определить как «самостоятельное (без пошагового руководства учителя) решение учащимися новой для них проблемы с применением таких элементов научного исследования, как наблюдение и самостоятельный анализ фактов, выдвижение гипотезы и её проверка, формулирование выводов, закона или закономерности». Применение исследовательского метода возможно в ходе решения сложной задачи, анализа первоисточников, разрешения поставленной учителем проблемы и другое [28, с. 118].

Исследовательский метод обучения преследует двойственную цель -- добыть новые знания и сформировать определённые умения и навыки у школьников, но отличается от классического репродуктивного метода обучения новым уровнем взаимоотношений субъектов и последовательностью логических этапов.

б) Нетрадиционная урочная система. Существует множество видов нетрадиционных уроков, предполагающих выполнение учениками учебного исследования или его элементов: урок - исследование, урок - лаборатория, урок - творческий отчёт, урок изобретательства, урок - «Удивительное рядом», урок фантастического проекта, урок - рассказ об учёных, урок - защита исследовательских проектов, урок - экспертиза, урок - «Патент на открытие», урок открытых мыслей и т. п. [19, с. 128].

в) Учебный эксперимент позволяет организовать освоение таких элементов исследовательской деятельности, как планирование и проведение эксперимента, обработка и анализ его результатов [24, с. 58].

Обычно школьный эксперимент осуществляется на базе школы и на школьном оборудовании. Учебный эксперимент может включать в себя все или несколько элементов настоящего научного исследования (наблюдение и изучение фактов и явлений, выявление проблемы, постановка исследовательской задачи, определение цели, задач и гипотезы эксперимента, разработка методики исследования, его плана, программы, методов обработки полученных результатов, проведение пилотного эксперимента, корректировка методики исследования в связи с ходом и результатами пилотного эксперимента, собственно эксперимент, количественный и качественный анализ полученных данных, интерпретация полученных фактов, формулирование выводов, защита результатов экспериментального исследования) [24, с. 59].

г) Домашнее задание исследовательского характера может сочетать в себе разнообразные виды, причём позволяет провести учебное исследование, достаточно протяжённое во времени.

д) Внеурочная деятельность предполагает более широкие возможности для реализации учебно-исследовательской деятельности школьников [24, с. 59]. Рассмотрим примеры включения исследовательской деятельности школьников в процесс внеклассной работы.

Так, некоторые школы включают в свои образовательные программы исследовательскую практику учащихся. Она может проводиться в самой школе, на базе внешних учреждений образования и науки или в полевых условиях.

Факультативные занятия, предполагающие углублённое изучение предмета, дают большие возможности для реализации на них учебно-исследовательской деятельности старшеклассников.

Ученическое научно-исследовательское общество (УНИО) - форма внеклассной работы, которая сочетает в себе работу над учебными исследованиями, коллективное обсуждение промежуточных и итоговых результатов этой работы, организацию круглых столов, дискуссий, дебатов, интеллектуальных игр, публичных защит, конференций и др., а также встречи с представителями науки и образования, экскурсии в учреждения науки и образования, сотрудничество с УНИО других школ.

Участие старшеклассников в олимпиадах, конкурсах, конференциях, в т.ч. дистанционных, предметных неделях, интеллектуальных марафонах предполагает выполнение ими учебных исследований или их элементов в рамках данных мероприятий [24, с. 60].

Организация учебно-исследовательской деятельности учащихся для раскрытия её педагогического и развивающего потенциала, по мнению Е.В. Тягловой [11], должна опираться на ряд принципов:

-- принцип доступности (способность ребёнка выполнить задание, по завершению которого возникнет ощущение успеха от результата собственной деятельности);

-- принцип естественности (проблема должна быть реальной, а не надуманной; а также подлинный интерес к процессу исследования);

-- принцип экспериментальности (познание учащимися свойств чего-либо посредством всех анализаторов, в результате чего различные свойства предметов и явления воспринимаются во взаимосвязи, охватываются со всех сторон);

-- принцип осознанности (как проблемы, цели и задач, так и хода самого исследования и его результатов);

-- принцип культуросообразности (учёт традиций миропонимания, которые существуют в данной культуре);

-- принцип самодеятельности (ученик овладевает ходом исследования и новыми знаниями через собственный опыт самостоятельной работы) [23].

Говоря об относительной новизне результатов учебно-исследовательских работ, следует всё же соблюдать некую грань -- принцип доступности информации. В соответствии с этим принципом воспроизведение известных опытов без изменения цели и методики их проведения исследованием считаться не будет.

В зарубежной литературе принципы заменяются требованиями, которые также направлены на эффективное функционирование механизма исследовательского обучения. По мнению американских педагогов (Драйвер Р., Белл Б., Крейзберг П. и др.) [13], требования заключаются в следующем:

1. Побуждать учащихся формулировать имеющиеся у них идеи и представления, высказывать их в неявном виде.

2. Сталкивать учащихся с явлениями, которые входят в противоречие с имеющимися представлениями.

3. Побуждать к выдвижению предположений, догадок, альтернативных объяснений.

4. Давать учащимся возможность исследовать свои предположения в свободной и ненапряжённой обстановке, особенно путём обсуждений в малых группах.

5. Предоставлять ученикам возможность применять новые представления к широкому кругу явлений, ситуаций, так, чтобы они могли оценить их прикладное значение».

В целом идеи отечественных и зарубежных педагогов похожи: для первых характерна больше конкретика и чёткая связь с принципами и подходами отечественной методики, для вторых -- нацеленность на гуманизацию учебного процесса.

На основе технологии исследовательской деятельности может быть реализована модель профильной школы, как на базе общеобразовательного учреждения, так и в кооперации с учреждениями дополнительного и высшего профессионального образования [22].

Таким образом, можно сделать вывод, что в своей сущности учебное исследование предполагает активную познавательную позицию, связанную с периодическим и продолжительным внутренним поиском, глубоко осмысленной и творческой переработкой информации научного характера, работой мыслительных процессов в особом режиме аналитико-прогностического свойства.

2. Особенности организации учебно-исследовательской деятельности учащихся в процессе обучения химии

В современных условиях назначение знаний по химии - не столько способствовать развитию химического производства (в последнее время прогрессирует тонкая технология, где требуются высококвалифицированные специалисты), сколько обезопасить себя, окружающих людей и природу от последствий этого развития. И здесь особенно важна общая химическая грамотность школьников, изучающих предметы естественнонаучного цикла в школе.

С другой стороны, в рамках изучения химии в общеобразовательной школе важно, в первую очередь, уделять внимание формированию знаний. Они, безусловно, важны, но общая образованность гораздо важнее, ибо в познавательном процессе складывается еще и интеллектуальный потенциал учащегося, включающий мобильность, глубину мышления, наличие творческих способностей, нравственную убежденность, устойчивое мировоззрение. Все это происходит лишь тогда, отмечает С.Д. Шевченко, когда знания переходят на уровень убеждений [38]. Для такого перехода необходимо, чтобы учащийся в ходе учебно-познавательной деятельности пропустил полученные знания через свой опыт, то есть проявил познавательную активность.

Химия -- это наука экспериментально-теоретическая. Изучение веществ и процессов в этой области основано на анализе фактов, полученных в результате эксперимента, и их теоретическом объяснении и обобщении. Если факты можно объяснить на основе уже имеющихся законов и теорий, то они служат подкреплению этих законов и теорий. Но наиболее интересны факты, которые противоречат существующим теориям. И тогда поиск их объяснения приводит к открытию новых законов, созданию новых теорий. Такова логика химических открытий: в сочетании индуктивного (обобщение накопленных фактов) и дедуктивного (применение теорий и законов к объяснению фактов) путей исследования.

Основное содержание и требования к процессу освоения химии как школьного учебного предмета изложены в государственном стандарте общего образования. Здесь определены нормы и требования, определяющие обязательный минимум содержания учебного предмета, максимальный объем учебной нагрузки обучающихся, уровень подготовки выпускников образовательных учреждений, а также основные требования к обеспечению образовательного процесса [37].

В качестве примера рассмотрим рабочую программу базового курса «Химия» для 10 класса средней общеобразовательной школы, которая полностью соответствует Федеральному компоненту государственного образовательного стандарта общего образования.

Данный вариант рабочей программы по химии для 10 класса разработан на основе авторской программы Н.Е. Кузнецовой, соответствующей федеральному компоненту государственного стандарта общего образования. Рабочая программа ориентирована на использование учебника Н.Е. Кузнецовой «Химия. 10 класс» [14]. Программа рассчитана на 35 часов в год, 1 час в неделю, включая 3 практические работы, 3 контрольные работы, 11 лабораторных работ.

Согласно этой программе, изучение химии на базовом уровне среднего (полного) общего образования направлено на достижение следующих целей:

- освоение важнейших знаний об основных понятиях и законах химии, химической символике;

- овладение умениями наблюдать химические процессы и явления, оформлять результаты наблюдений,

- овладение умением проводить химический эксперимент, производить расчеты на основе химических формул веществ и уравнений химических реакций;

- овладение умением правильно обращаться с лабораторным оборудованием;

- развитие познавательных интересов и интеллектуальных способностей в процессе проведения химического эксперимента, самостоятельного приобретения знаний в соответствии с возникающими жизненными потребностями.

Содержание рабочей программы направлено на освоение учащимися знаний, умений и навыков на базовом уровне. Программа включает все темы, предусмотренные федеральным компонентом государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования по химии. В таблице 1 представлено учебно-тематическое планирование курса химии 10 класса.

Таблица 1 - Учебно-тематическое планирование курса химии 10 класса

Наименование темы	Всего час.	Из них
		Практ. работы	Контр. работы	Лаб. опыты
Тема 1. Предмет органической химии.	1	-	-
Тема 2. Теория строения органических соединений.	1	-	-	-
Тема 3. Состав и строение органических соединений.	3	-	-	-
Тема 4. Углеводороды и их природные источники.	10	1	2	4
Тема 5. Кислородсодержащие органические соединения и их природные источники.	12	-	-	4
Тема 6. Азотсодержащие органические соединения и их нахождение в живой природе.	3	-	-	1
Тема 7. Полимеры: пластмассы, каучук и волокна	3	-	-	2
Тема 8. Экспериментальные основы химии.	1	1	-	-
Тема 9. Химия и жизнь.	1	1	1	-
Итого	35	3	3	11

В таблице 2 приведены данные о некоторых темах и соответствующих им практических занятиях, демонстрационных и лабораторных опытах, которые необходимо проводить при изучении химии.

В школьном курсе химии предусмотрено формирование определенных групп умений, позволяющих приобщить учащихся к пониманию сущности химического исследования:

- проверка выдвинутой гипотезы экспериментом, вывод, теоретическое осмысление, использование в практике;

- приобретение умений работать с посудой, материалами, реактивами, инструментами, приборами, освоение приемов, операций, манипуляций, техники химического эксперимента;

- безопасного обращения с горючими и токсичными веществами;

- освоение химической символики, методов моделирования веществ и процессов и др.

Таблица 2 - Перечень практических работ, лабораторных и демонстрационных опытов

Название темы	Вид химического эксперимента
	Демонстрационный опыт	Лабораторный опыт	Практическая работа
Углеводороды и их природные источники	- Горение ацетилена. - Отношение этилена, ацетилена и бензола к раствору перманганата калия. - Получение этилена реакцией дегидратации этанола, ацетилена карбидным способом. - Коллекция образцов нефти и нефтепродуктов.	- Изготовление моделей молекул углеводородов. - Обнаружение непредельных соединений в жидких нефтепродуктах - Получение и свойства ацетилена. - Ознакомление с коллекцией «Нефть и продукты ее переработки».	- Получение ацетилена и изучение его свойства.
Кислородсодержащие органические соединения и их природные источники	- Окисление спирта в альдегид. - Качественная реакция на многоатомные спирты. - Коллекция «Каменный уголь и продукты его переработки». - Качественные реакции на фенол. - Реакция «серебряного зеркала» альдегидов и глюкозы. - Окисление альдегидов и глюкозы в кислоты с помощью гидроксида меди (II). - Получение уксусно-этилового эфира. - Качественная реакция на крахмал.	- Свойства уксусной кислоты. - Качественная реакция на глюкозу. - Свойства крахмала. - Свойства жиров.	- Идентификация кислородсодержащих органических соединений
Азотсодержащие соединения и их нахождение в живой природе	- Взаимодействие аммиака и анилина с соляной кислотой. - Реакция анилина с бромной водой. - Доказательство наличия функциональных групп в растворах аминокислот. - Растворение и осаждение белков. - Цветные реакции белков: ксантопротеиновая и биуретовая. - Горение птичьего пера и шерстяной нити. - Модель молекулы ДНК.	- Свойства белков
Полимеры: пластмассы, каучук и волокна	- Коллекция пластмасс и изделий из них. - Коллекции искусственных и синтетически волокон и изделий из них.	- Ознакомление с образцами пластмасс, волокон и каучуков - Распознавание пластмасс и волокон.
Экспериментальные основы химии			- Идентификация органических соединений
Химия и жизнь.	- Разложение пероксида водорода каталазой сырого мяса и сырого картофеля. - СМС, содержащие энзимы. - Испытание среды раствора СМС индикаторной бумагой	- Знакомство с образцами препаратов домашней, лабораторной и автомобильной аптечки.

Для освоения навыков исследовательской работы на уроках химии основная нагрузка ложится на лабораторные опыты, которые являются сочетанием экспериментальной задачи, расчетной части и теоретической работы в виде формирования научной гипотезы и выводов и отражает основные этапы научно-исследовательской деятельности. Однако в наиболее полной мере развитие исследовательских умений происходит при проведении практических работ [5; 7; 31]. Данный вид занятий, на наш взгляд, может быть представлен качественным и количественным анализами, содержание которых соответствовало бы современным требованиям: прежде всего способствовало формированию и развитию творческого мышления и самостоятельности учащихся, прививало школьникам навыки исследовательского подхода к выполнению лабораторных и практических работ.

Ученическое исследование сочетает в себе использование теоретических знаний и эксперимента, требует умения моделировать, осуществлять мысленный эксперимент, строить план исследования также требует от учащихся максимальной самостоятельности и достаточно много времени для обучения [16].

Существуют различные исследовательские методы в процессе преподавания химии. К ним относят следующие:

Наблюдение. Это активный метод познавательной деятельности, опирающийся на работу органов чувств. Чтобы быть плодотворным, наблюдение должно отвечать ряду требований:

1) преднамеренности, означающей, что наблюдение должно вестись для решения определенной задачи; 2) планомерности, состоящей в наблюдении по определенному плану, разработанному учителем; 3) активности наблюдения, что означает, что ученик не просто наблюдает все попадающее в поле зрения, а ищет нужное, используя запас знаний; 4) систематичности, т.к. получить нужную информацию можно лишь тогда, когда наблюдения ведут по определенной системе, позволяющей воспринимать наблюдаемое многократно и в различных условиях [16].

Моделирование. Сущность метода заключается в том, что при изучении какого-либо явления создается модель, которая служит для учеников объектом рассмотрения. Так, модельные представления используются при изучении объектов микромира. Например, представление электронного облака служит моделью электрона [16].

Описание. Описание переводит данные эксперимента на язык науки. Используя химические уравнения реакций, учащиеся описывают данные экспериментов. Особенно помогает описание в обучении тогда, когда изучаемые химические процессы необходимо представить во временном аспекте, когда трудно показать экспериментально процессы, идущие годами. Когда формируются представления о сталеварении, о производстве чугуна, стекла, перегонке нефти и др [16].

Химический эксперимент является важнейшим методом и главным средством наглядности на уроке. Его используют для проверки истинности выдвигаемых гипотез, для решения учебных проблем. Посредством эксперимента ученики познают вещества и происходящие с ними изменения. Педагогическая ценность эксперимента в том, что в ходе его наблюдения ученик убеждается в том, что сложными химическими процессами можно управлять, что в кажущихся сначала непонятными явлениях нет ничего загадочного. В этом отношении эксперимент как метод обучения выполняет развивающую и воспитывающую функцию.

В школьной программе по химии оговорены все виды химического эксперимента, которые должны быть выполнены в той или иной форме [34]. Различают учебный демонстрационный эксперимент, выполняемый в основном преподавателем на демонстрационном столе, и ученический эксперимент - практические работы, лабораторные опыты, которые проводят учащиеся на своих рабочих местах. Своеобразным видом эксперимента является мысленный эксперимент.

Ученический эксперимент - это вид самостоятельной работы. Он не только обогащает учащихся новыми понятиями, умениями, навыками, но и является способом проверки приобретенных ими знаний. Ученический эксперимент разделяют на лабораторные опыты и практические занятия. Цель лабораторных опытов - приобретение новых знаний. Практические занятия обычно проводятся в конце изучения темы и служат для закрепления и совершенствования знаний, формирования практических умений, совершенствования имеющихся умений и навыков.

Рекомендуется проводить выполнение ученического эксперимента по следующим этапам: 1) осознание цели опыта; 2) изучение веществ; 3) сборка прибора или использование готового; 4) выполнение опыта; 5) анализ результатов и выводы; 6) объяснение полученных результатов и составление уравнений реакций; 7) составление отчета. Приступая к выполнению эксперимента, ученик должен понимать, для чего он делает опыт и что он должен сделать, чтобы решить поставленную проблему. Он изучает вещества органолептически или с помощью приборов или индикаторов. После самостоятельно сделанного анализа работы ученик должен сделать выводы, используя соответствующие химические теории. Должная роль должна отводиться отчету о выполнении экспериментальной работы, так как составление отчета учит краткому и точному формулированию мысли, правильной записи. За отчет по практической работе ставят отметку.

Демонстрационные опыты - это опыты, которые проводит учитель. Возможны два варианта использования демонстрационного эксперимента:

В первом случае сначала дается теоретическое объяснение того или иного материала, после чего перед учащимися ставится проблема, которая заключается в применении на практике полученных знаний. Далее проводится демонстрационный эксперимент, благодаря которому ученики убеждаются в том, что химическими процессами можно управлять, осуществлять их целенаправленно, что в кажущихся сначала непонятными явлениях нет ничего загадочного и таинственного, что они подчиняются естественным законам, знание которых обеспечивает возможность широкого использования химических превращений в практической деятельности людей. В заключение делается вывод по сделанной работе.

Второй путь заключается в обратном. Учитель проводит демонстрационный эксперимент по новой теме, после которого перед учениками ставится проблема: объяснить какое-либо явление с теоретической точки зрения. Делается вывод.

Демонстрационный эксперимент проводится главным образом при изложении нового материала для создания у школьников конкретных представлений о веществах, химических явлениях и процессах, а затем для формирования химических понятий. Он позволяет за небольшой промежуток времени сделать понятными важные выводы или обобщения из области химии, научить выполнять лабораторные опыты и отдельные приемы и операции.

Внимание учащихся направлено на выполнение опыта и изучение его результатов. Они не будут пассивно наблюдать проведение опытов и воспринимать излагаемый материал, если преподаватель, демонстрируя опыт, сопровождает его объяснениями. Тем самым он сосредоточивает внимание на опыте, приучает наблюдать явление во всех подробностях. В этом случае все приемы и действия преподавателя воспринимаются не как волшебные манипуляции, а как необходимость, без которой выполнить опыт практически невозможно. При демонстрационных опытах по сравнению с лабораторными наблюдения явлений проходят более организованно. Но демонстрации не вырабатывают необходимые экспериментальные умения и навыки, поэтому должны дополняться лабораторными опытами, практическими работами и экспериментальными задачами.

Демонстрационный эксперимент проводится в следующих случаях:

- в распоряжение учащихся невозможно предоставить необходимое количество оборудования;

- опыт сложный, его не могут провести сами школьники;

- учащиеся не владеют нужной техникой для проведения данного опыта;

- опыты с небольшим количеством веществ или в небольшом масштабе не дают должного результата;

- опыты представляют опасность (работа с щелочными металлами, с применением электрического тока высокого напряжения и др.);

- необходимо увеличить темп работы на уроке.

Естественно, что каждый демонстрационный опыт имеет свои особенности в зависимости от характера изучаемого явления и конкретной учебно-воспитательной задачи. В то же время химический демонстрационный эксперимент должен отвечать следующим требованиям:

- быть наглядным (все, что делается на демонстрационном столе, должно быть хорошо видно всем учащимся);

- быть простым по технике проведения и доступным для понимания;

- проходить удачно, без срывов;

- заранее подготавливаться преподавателем так, чтобы ребята легко воспринимали его содержание;

- быть безопасным.

Педагогическая эффективность демонстрационного эксперимента, влияние его на знания и экспериментальные умения и навыки зависят от техники эксперимента. Под этим понимается совокупность приборов и устройств, специально созданных и применяемых в демонстрационном эксперименте. Преподавателю следует изучить оборудование кабинета в целом и каждый прибор в отдельности, отработать технику демонстрирования. Последняя представляет собой совокупность приемов обращения с приборами и аппаратами в процессе подготовки и проведения демонстраций, которые обеспечивают их успешность и выразительность. Методика демонстрирования - совокупность приемов, обеспечивающих эффективность демонстрации, наилучшее ее восприятие. Методика и техника демонстрирования тесно связаны между собой и могут быть названы технологией демонстрационного эксперимента.

Лабораторные опыты - вид самостоятельной работы, предполагающий выполнение химических опытов на любом этапе урока для более продуктивного усвоения материала и получения конкретных, осознанных и прочных знаний. Кроме того, во время лабораторных опытов совершенствуются экспериментальные умения и навыки, т. к. ученики работают в основном самостоятельно. Выполнение опытов занимает не весь урок, а только часть его.

Лабораторные опыты проводят чаще всего для знакомства с физическими и химическими свойствами веществ, а также для конкретизации теоретических понятий или положений, реже - для получения новых знаний. Последние всегда содержат определенную познавательную задачу, которую учащиеся должны решить экспериментально. Это вносит элемент исследования, активизирующий мыслительную деятельность школьников.

Лабораторные опыты сопровождают изложение учебного материала преподавателем и так же, как и демонстрации, создают у учащихся наглядные представления о свойствах веществ и химических процессах, приучают обобщать наблюдаемые явления. Но в отличие от демонстрационных экспериментов они вырабатывают также экспериментальные умения и навыки. Однако не всякий опыт может быть проведен как лабораторный (например, синтез аммиака и др.). И не всякий лабораторный опыт эффективнее демонстрационного - на проведение многих лабораторных опытов требуется больше времени, причем продолжительность непосредственно зависит от качества сформированных экспериментальных умений и навыков. Задача лабораторных опытов - как можно быстрее познакомить учащихся с изучаемым конкретным явлением (веществом). Применяемая при этом техника сводится к выполнению учениками 2-3 операций, что, естественно, ограничивает возможности формирования практических умений и навыков.

Подготовка лабораторных опытов должна проводиться более тщательно, чем демонстрационных. Это связано с тем, что всякая небрежность и упущение может привести к нарушению дисциплины всего класса.

Нужно стремиться к тому, чтобы лабораторную работу выполнял каждый ученик в отдельности. В крайнем случае, можно допускать, чтобы один комплект оборудования приходился не больше чем на двоих. Это способствует лучшей организованности и активности детей, а также достижению цели лабораторной работы.

После выполнения опытов должен быть проведен их анализ и сделана краткая запись проделанной работы.

Лабораторные опыты по химии могут быть индивидуальными (опыты все учащиеся выполняют индивидуально), групповыми (учащиеся, сидящие за одним столом, выполняют одну и ту же работу, но функции между ними распределены), коллективными (учащиеся, сидящие за разными столами, выполняют разные опыты, а затем докладывают о результатах и делают коллективные выводы). Так как лабораторная работа является частью обычного урока, она должна быть заранее тщательно продумана и технически подготовлена. Лабораторная работа может проводиться перед теоретическим объяснением для создания проблемной ситуации.

Например, ученики проводят следующий эксперимент при изучении темы «Растворы электролитов. Реакции в растворах электролитов» в 9 классе.

Опыт 1. Сухой гидроксид кальция смешивают с сухим фенолфталеином. При этом окраска индикатора вопреки ожиданиям не изменяется.