О взаимосвязи компонентов экспериментально

1
О взаимосвязи компонентов экспериментально-учебноисследовательской деятельности в ходе её реализации на
практических занятиях в рамках школьного курса химии
Деятельность учащихся на практических занятиях по химии становится
результативной, если при планировании, подготовке и реализации
рассматриваются все её компоненты и их взаимосвязи как единая целостная
система.
Рассмотрим разработанную нами «технологию ролевого цикла»[1]
выполнения лабораторных опытов и её компоненты во взаимосвязи. Реализуя
«технологию ролевого цикла», учащимся предлагается выполнять опыты в
группах по 3 человека посредством ролевой игры:
- первый учащийся группы полностью выполняет все химические
операции с веществами, оборудованием данного лабораторного опыта с
соблюдением правил техники безопасности (роль исполнителя).
Обучаемому выдается содержание проводимого им лабораторного опыта.
С учетом подготовленности, личностных качеств, ему выдается информация
соответствующего уровня сложности.
Ниже приведены примеры задания по теме «Подгруппа кислорода» из
курса практических занятий 9 класса[2]:
Экспериментальная задача I (уровень 1)
С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов
содержат серную кислоту H2SO4, сульфат натрия Na2SO4, хлорид бария
BaCl2.
1.Отберем в пробирки пробы растворов по 1-2 мл.
ТБ: с реактивами обращаемся аккуратно, т.к. среди них есть серная
кислота!
ТБ: реактивы держим этикеткой кверху!
2. Добавляем в каждую пробирку раствор лакмуса. Лакмус покажет нам, в
какой из пробирок кислота (красный цвет).
3. Для того, чтобы подтвердить наличие кислоты в этой пробирке,
возьмем пинцетом и опустим в раствор гранулу цинка. Выделяется газ. В
данной пробирке – серная кислота.
4.Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария. Добавляем в обе
пробирки раствор хлорида бария BaCl2
5. В пробирке с сульфатом натрия должен появиться белый осадок
сульфата бария.
Na2SO4+ BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓
В данной пробирке находится сульфат натрия.
6.В последней пробирке должен быть хлорид бария. Убедимся в этом:
добавим в пробирку серную кислоту H2SO4.
ТБ: с кислотой обращаться аккуратно!
Серная кислота с хлоридом бария дает белый осадок сульфата бария.
2
H2SO4+ BaCl2 = BaSO4↓+ 2HCl
В пробирке номер три – хлорид бария.
В данном случае учащемуся предлагается выполнить опыт, химические
операции, положения техники безопасности и наблюдаемые явления
которого полностью прописаны учителем. Также здесь указываются
названия всех веществ как на русском, так и химическом языках. Карточку
подобного содержания рекомендуется выдавать обучаемым на начальных
этапах изучения экспериментального школьного курса или имеющим
поверхностные знания и владеющим техникой эксперимента неуверенно.
Экспериментальная задача I (2 уровень)
С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов
содержат серную кислоту, сульфат натрия, хлорид бария.
1.Отберем в пробирки пробы растворов по 1-2 мл.
2. Добавляем в каждую пробирку раствор лакмуса. Лакмус покажет нам, в
какой из пробирок кислота.
3. Для того чтобы подтвердить наличие кислоты в этой пробирке, опустим
в раствор гранулу цинка.
4.Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария. Добавляем в обе
пробирки раствор хлорида бария.
В пробирке с сульфатом натрия должен появиться белый осадок сульфата
бария.
5.В последней пробирке должен быть хлорид бария. Убедимся в этом:
добавим в пробирку серную кислоту.
На данном уровне количество прописанных химических операций и
данных при проведении эксперимента уменьшается. В связи с этим у
обучаемого появляется больше возможностей для размышлений и анализа
собственных действий.
Экспериментальная задача I (3 уровень)
С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов
содержат серную кислоту, сульфат натрия, хлорид бария.
1.Отберем в пробирки пробы растворов.
2. Добавляем в каждую пробирку раствор лакмуса.
3. Для того чтобы подтвердить наличие кислоты в пробирке, опустим в
раствор гранулу цинка.
4.Оставшиеся два раствора испытаем хлоридом бария. Добавляем в обе
пробирки раствор хлорида бария.
5. Убедимся, что в последней пробирке должен быть хлорид бария.
3
На данном уровне учащемуся выдается минимальный набор химических
операций, необходимый для последовательного выполнения лабораторного
опыта.
Экспериментальная задача I (4 уровень)
С помощью качественных реакций определить, что пробы растворов
содержат серную кислоту, сульфат натрия, хлорид бария.
Здесь
исполнителю
необходимо
полностью
реализовать
последовательно химический эксперимент, рассчитывая исключительно на
собственные химические знания и имеющийся широкий набор
интеллектуальных,
экспериментальных
и
контрольно-оценочных
компетенций.
- второму учащемуся группы предлагается прокомментировать
деятельность первого обучаемого, а именно перечислить химические
операции, положения техники безопасности при их осуществлении,
вербально проанализировать наблюдаемые явления (роль комментатора);
- третьему учащемуся отводится роль контролёра всего происходящего
перед ним процесса. Этому обучаемому преподаватель дает на отдельном
бланке описание опыта в форме перечня необходимых химических операций,
положений правил техники безопасности, наблюдаемых явлений.
Пример части бланка контролера и его заполнения:
Тема: Подгруппа кислорода
Исполнит
ель
Экспериментальная задача I
Комментат
ор
V
1. Возьмем 3 сухие чистые пробирки.
V
V
2. Отберем в пробирки пробы растворов
(хлорида бария BaCl2, серной кислоты H2SO4,
сульфата натрия Na2SO4) по 1-2 мл.
3. ТБ: с реактивами обращаемся аккуратно –
среди них есть серная кислота!
4. ТБ: реактивы держим этикеткой кверху!
V
V
5. Во все три пробирки добавляем раствор
лакмуса.
6. Наблюдение: в одной из пробирок раствор
окрасился в красный цвет.
7. Вывод: в данной пробирке – серная кислота.
В процессе выполнения своих обязанностей первыми двумя учащимися
контролёр заполняет бланк, отмечая каждое выполняемое его коллегами
действие (например, метками напротив соответствующего действия),
4
сравнивает с тем, что указано на листе. При выполнении следующего опыта
учащиеся меняются своими ролями.
Нами предлагается классификация связей, отражающая специфически
системные
характеристики
построения
экспериментально-учебноисследовательской деятельности (ЭУИД) учащихся при выполнении ими
лабораторных опытов по «технологии ролевого цикла»:
1. Связи взаимодействия. Специфика этих связей состоит в том, что они
определяются целями ЭУИД, которые преследуют участвующие
взаимодействующие стороны.
2. Связи преемственности. Один объект выступает как основание,
вызывающее существование другого (например, связь типа «содержание –
контроль»). В нашем случае в качестве примера является связь «исполнитель
– контролер». Исполнитель отвечает за реализацию содержания
лабораторного опыта, а контролер – за объективное выполнение
контролирующей стороны эксперимента.
3. Связи преобразования, среди которых мы различаем:
а) связи преобразования, реализуемые через определённый субъект,
обеспечивающий или резко активизирующий это преобразование;
Пример: контролер, наблюдая за деятельностью исполнителя и
комментатора, ориентируясь на выданный ему бланк, может корректировать,
преобразовывать ход выполнения исполнителем эксперимента или его
вербальную интерпретацию комментатором.
б) связи преобразования, реализуемые путем непосредственного
взаимодействия двух или более субъектов, в процессе которого и благодаря
которому эти субъекты самостоятельно или совместно переходят из одного
состояния в другое.
Пример: при выполнении любого следующего лабораторного опыта на
практическом занятии участники процесса меняются своими ролями.
4. Связи строения. Природа этих связей раскрывается на примере
строения педагогической системы ЭУИД учащихся, в которой имеются:
система целей (цель как социальный заказ общества, цель ЭУИД учащихся),
система задач (стратегических, тактических, операциональных), система
содержания (инвариантная, вариативная), система организационных форм
обучения
(коллективная,
групповая,
индивидуальная),
система
взаимоконтроля и самоконтроля (анализ, оценка, коррекция).
5. Связи функционирования. Очевидное многообразие функций в объектах
различного
рода
определяет
и
многообразие
видов
связей
функционирования. Общим для всех этих видов связей является то, что
объекты, объединяемые связью функционирования, совместно осуществляют
определённую функцию.
Пример: за реализацию содержания эксперимента отвечает исполнитель,
за вербальное восприятие – комментатор, за функцию контроля – контролер.
5
6. Связи развития. Их можно рассматривать как модификацию
функциональных связей с той разницей, что процесс развития существенно
отличается от простой смены состояний (ролей).
Развитие есть не просто самораскрытие объекта, актуализация уже
заложенных в нем потенциальных компетенций, а такая смена состояний, в
основе которой лежит невозможность по тем или иным причинам сохранения
существующих форм функционирования. Здесь объект как бы оказывается
вынужденным выйти на иной уровень функционирования, прежде
недоступный и невозможный для него.
Пример: учитель исполнителю лабораторного опыта может выдать
задание более сложного уровня, чем было прежде, тем самым вынуждая его
работать на более высоком уровне. И здесь на ведущую роль выходит
грамотное продумывание системы разноуровневых заданий к выполняемому
эксперименту.
Весьма существенно, что в точках перехода от одного состояния к
другому (в нашем случае, к примеру, переход исполнителя на более высокий
уровень решения заданий) развивающийся объект обычно располагает
относительно большим числом вариаций и ставится в условия
необходимости выбора из некоторого количества возможностей,
относящихся к изменению конкретных форм его организации. Все это
определяет не только множественность путей и направлений развития, но и
то важное обстоятельство, что развивающийся объект как бы сам творит
себя.
7. Связи управления. В зависимости от их конкретного вида могут
образовывать разновидность либо функциональных связей, либо связей
развития. Эти связи принадлежат к числу важных в системном исследовании.
Пример 1: учащийся, находясь в роли контролера, корректируя,
прообразовывая деятельность исполнителя и комментатора, тем самым
управляет ходом конкретного эксперимента. В данном случае связь
управления
можно
рассматривать
как
разновидность
связи
функционирования, так как именно функция контроля предполагает
управление.
Пример 2: учащийся, находясь в роли исполнителя, может попросить у
учителя дать ему задание более сложного уровня. Тем самым он способен
управлять своей деятельностью и развиваться.
Связи управления можно охарактеризовать как связи, которые строятся
на основе определенной программы и представляют собой способ её
реализации. Это значит, что над функционирующей или развивающейся
системой всегда есть нечто, заключающее в себе в том или ином виде общую
схему соответствующего процесса.
Приведённая
нами
эмпирическая
классификация
показывает
чрезвычайную многозначность понятия «связь». Эта многозначность
приводит нередко к тому, что оказывается стёртой граница между связью и
элементом.
6
1. Система целей экспериментально-учебноисследовательской
деятельности учащихся
2. Система средств актуализации компетенций
4. Система
предписаний
3. Система
экспериментальных учебноисследовательских
заданий
5. Система
поэтапной
индивидуальной
помощи
6. Система контроля
(контролирующих программ, материалов и заданий)
7. Система достигнутых результатов в
развитии компетенций
Схема. Взаимосвязи элементов ЭУИД учащихся на практических
занятиях по химии
Если учесть все эти характеристики, то основные связи и отношения
элементов системы ЭУИД учащихся схематично можно представить так, как
это изображено на схеме.
Следует подчеркнуть, что основная цель планирования и организации
ЭУИД – оптимизация условий управления этой деятельностью для всех
обучающихся.
Достижению этой цели служат как отдельные элементы планирования,
так и их функционирование в целом. При этом общая цель организации
ЭУИД, с одной стороны, трансформируется в цели организации и управления
(элемент 1), с другой стороны, эта цель конкретизируется с учётом
достигнутого результата конкретного учащегося при выполнении
предыдущего экспериментально-учебно-исследовательского задания (связь
7-1).
Цель организации ЭУИД учащихся на практических занятиях позволяет
определить систему средств актуализации компетенций обучающихся (связь
1-2). Например, если в качестве основной цели практического занятия
поставить отработку положений техники безопасности при выполнении
химического эксперимента, то актуализировать эти компетенции возможно с
помощью следующего приема: вызываются двое учащихся, которые
7
поочередно называют известные им положения техники безопасности. Если
обучаемые уверенно проговаривают по 5-7 пунктов, то следует вызвать
другую пару учащихся. В данном случае, актуализация компетенций может
быть осуществлена и в качестве контроля еще до постановки
экспериментального учебно-исследовательского задания (связь 6-2).
В ходе выполнения экспериментально-учебно-исследовательского
задания необходимо ориентировать учащихся
на применение
соответствующих приёмов (связь 4-3), и в то же время задание должно быть
адаптировано самим учащимся на основе средств самоорганизации: системы
поэтапной индивидуальной помощи (указаний, разъяснений, предписаний) и
средств самоконтроля (связь 5-3).
После выполнения экспериментально-учебно-исследовательского задания
в системе организации ЭУИД осуществляется не только контроль за вновь
приобретенными компетенциями (связь 3-6), но и систематизация
достигнутых результатов (связь 6-7). Например, учащимся следует сделать
отчет по выполненным лабораторным опытам с описанием наблюдаемых
явлений, записью уравнений химических реакций в молекулярном и ионном
видах, выводами. Также обучаемым предлагается проанализировать свою
деятельность, ответив на ряд вопросов, например:
 находясь в какой роли (исполнителя, комментатора, контролера) вы
чувствовали себя наиболее (наименее) уверенно?
 оцените свою деятельность в роли исполнителя (владение химической
посудой и оборудованием, знание химических реактивов и умение с ними
работать, владение техникой безопасности, ориентирование в содержании
и ходе эксперимента и т.д.).
Другими словами, учитель и учащийся должны знать, что конкретно
достигнуто в формировании компетенций, состоялось или не состоялось их
продвижение в развитии и на что особенно следует обратить внимание при
выполнении последующих заданий (связь 7-1).
Из анализа модели видно, что достаточно убрать какой-либо элемент из
системы, как сразу же будет существенно снижена эффективность её
функционирования. Вместе с тем, функционирование системы определяется
не только наличием или отсутствием тех или иных элементов, но и
характером связей между ними. Чем более гибкой и динамичной будет эта
связь, тем большая эффективность будет достигнута в функционировании
системы. В этой связи отметим, что актуализацию компетенций можно
осуществлять не только до решения исследовательского задания, но и в
процессе его выполнения. Введение же предписаний может быть
осуществлено значительно раньше, чем поставлено перед учащимися
исследовательское задание. Однако в любом случае главной целью и
особенностью функционирования системы ЭУИД является то, что системой
средств создаются наиболее благоприятные дидактические условия для
управления и самоорганизации обучаемых в процессе выполнения
экспериментальных учебно-исследовательских заданий.
8
Список источников и литературы
1. Белов П. С. Из опыта формирования химических компетенций учащихся //
Химия в школе. – 2009. – № 10. – С. 25–28.
2. Габриелян О. С. Программа курса химии для
общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2010.
8–11
классов