Лилия Кузнецова – Философские и психологические основы дидактики (на примере обучения химии) (страница 9)

Образцы подобраны так, чтобы дети смогли отметить разнообразие свойств оксидов (агрегатное состояние, цвет, температура плавления).

Наблюдения школьники заносят в таблицу.

Таблица 1. Свойства оксидов

При анализе свойств оксидов нужно учесть, что человеческое сознание сначала воспринимает различия, затем сходство. В связи с этим сначала анализируем различающиеся свойства. Такими оказываются цвет, агрегатное состояние, температура плавления, строение. Затем учащиеся находят общий признак оксидов. Они отмечают, что оксиды состоят из двух элементов и в состав каждого оксида входят атомы кислорода. Эти признаки и будут существенными. В схеме определения понятия учащиеся отмечают:

понятие – ближайший род – существенный признак.

Учащиеся производят мысленные действия: сравнение, сопоставление, анализ, синтез – и реализуют схему:

оксиды – сложные бинарные вещества – содержащие атомы кислорода.

Произведя названные мысленные действия, учащиеся выводят формулировку определения понятия. Тем самым они сделали первый шаг в изучении понятия.

3. Развитие понятий. Формируется понятие при дальнейшем изучении химического материала. Учащиеся узнают всё новое и новое, синтезируя его с ранее полученным первоначальным знанием о понятии.

Понятие оксидов получает развитие при знакомстве с важнейшими классами неорганических веществ. Сначала дети отмечают, каким элементом образован оксид – металлом или неметаллом. В результате делят оксиды на оксиды металлов и оксиды неметаллов. Произошло первое мысленное разложение изучаемого объекта – анализ.

Далее изучают реакции взаимодействия оксидов неметаллов с водой с образованием кислоты. В копилку содержания понятия прибавляется знание о проявлении кислотных свойств оксидов неметаллов. Подобным образом школьники узнают о реакциях оксидов металлов с водой с образованием оснований, следовательно, об основных свойствах оксидов. Здесь прибавляется ещё один элемент знаний: не все оксиды могут взаимодействовать с водой. Позднее, когда будет изучена природа химической связи, они узнают, что прочность химической связи обусловливает немолекулярное строение и нерастворимость в воде.

Сопоставляя свойства воды как оксида в изученных реакциях, учащиеся обнаруживают двойственную природу оксидов – амфотерность.

При изучении групп элементов Периодической системы Д. И. Менделеева учащиеся знакомятся с конкретными оксидами. Так, при изучении серы прибавляются новые знания об оксидах. В оксидах серы степень окисления будет разной: в одном она равна +4, в другом – +6. Это определяет состав: соотношение числа атомов серы и кислорода в одном 1:2, в другом 1:3. Узнают о строении молекул этих оксидов. Помимо уже известных кислотных свойств эти оксиды проявляют окислительно-восстановительные свойства. Учащиеся связывают высокую степень окисления в три- оксиде серы и приходят к выводу о проявлении окислительных свойств этого оксида. Устанавливают, что в диоксиде степень окисления серы +4 позволяет проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

В дальнейшем понятие оксидов пополняется всё новыми знаниями – о своеобразии оксидов углерода, фосфора, кремния, оксидов различных металлов.

Получаемые всё новые знания об оксидах обобщаются, происходит мысленный синтез. Так осуществляется развитие понятия.

Подобным образом происходит этап развития любых химических понятий (соли, кислоты, основания и др.).

4. Применение понятий. Усвоенным понятием учащийся может оперировать, осуществляя разные познавательные цели: объяснять какие-либо явления, систематизировать материал, использовать для открытия нового знания, предсказывать новые явления. Иными словами, усвоенное и осознанное понятие функционирует в мозгу учащегося. С другой стороны, успешное оперирование понятием является критерием усвоения. Если учащийся не может применить понятие на практике, значит, он его не усвоил.

Понятие в учебном процессе проявляет те же функции, что и в общеисторическом процессе.

В обучении, где понятия являются способом передачи от поколения к поколению знаний, добытых в общеисторическом процессе познания, проявляется методологическая функция понятий. Она помогает учащемуся осознать устройство реального мира, установить значение знаний о нём, осмыслить соотношение реальной действительности и её отражения в сознании.

Отражательная функция понятий проявляется в воспроизведении учащимися конкретных (богатых) знаний. Содержание этой функции заключается в том, чтобы в сознании ученика запечатлелось понятие реального предмета или явления. Отражение реальности в понятиях может сформироваться, если в учебном процессе школьники изучали именно реальность, а не способ выражения знаний с помощью формул и уравнений реакций, если формирование понятий не закончилось на формулировке определения, а продолжалось познание конкретного понятия. Однако при изучении химии ученики чаще знакомятся с формулами и уравнениями, без представлений о самом веществе или химическом процессе, выражаемых в знаковых моделях. Такое состояние преподавания химии заложено в содержании многих учебников.

Отражательная функция показывает, каковы отдельные стороны или свойства вещества и какие взаимосвязи между ними установлены. Если школьник не умеет установить взаимосвязи, то понятие превращается в рассыпающуюся множественность отдельных фактов, которую можно запомнить только механически, без понимания. Чем больше взаимосвязей устанавливает ученик, тем полнее его сознание отражает в понятии реальную действительность, объясняет и систематизирует отдельные элементы знаний об объекте. При этом проявляется систематизирующая функция. Владея ею, школьники могут систематизировать предлагаемый учебный материал, соотносить знания друг с другом, объяснять явления. Так проявляется объясняющая функция.

Во всех случаях проявления описанных функций учащийся оперирует понятиями. При этом он не только усваивает знания, но и приобретает фонд умственных действий, что ведёт к развитию ребёнка.

Проявление прогнозирующей функции может быть различным. Учащиеся могут предсказать состав вещества на основании владения понятием валентности, предсказать продукты реакции на основе знаний свойств исходных веществ, неизвестные свойства на основе общей закономерности. Владение учащимися прогнозирующей функцией понятий позволяет широко использовать проблемный подход к изучению нового учебного материала.

Если понятие сформировано так, что оно обладает всеми функциями, то учащийся использует такое понятие для самостоятельного добывания новых знаний, то есть полноценно применяет его. Если ученик знает только определение, а система абстракций не синтезировалась в единую систему понятия, то умение применять знания не формируется.

Приведём результаты исследования, показавшие, насколько сформированы функции понятий в сознании учащихся [77]. Для этого им предлагались особые задания. В экспериментальных классах применялась специальная методика формирования понятий, обладающих вышеперечисленными функциями. В контрольных классах формирование понятий происходило по традиционной объяснительно-иллюстративной методике.

Чтобы проверить усвоение понятий на уровне систематизирующей функции, было дано следующее задание.

Разделите данные вещества на группы. Укажите, на основании каких свойств вы провели деление.

Ни в экспериментальных, ни в контрольных классах кислые и основные соли не изучались. Среди указанных признаков названы как существенные, так и несущественные. Учащиеся должны были выбрать существенный признак для деления солей на группы. Получены следующие результаты (табл. 2).

Таблица 2. Результаты выполнения заданий, проверяющих сформированность систематизирующей функции понятий

Разделение солей на группы затруднений у школьников как экспериментальных, так и контрольных классов не вызвало. Разница состоит в обоснованности выбора. Большинство учащихся экспериментальных классов обосновали свои действия.

Так, ученик экспериментального класса М. дал следующее объяснение: «Первая группа: Cu₂(OH)₂CO₃, FeOHCl₂. Эти соли мы относим к первой группе, так как в их составе есть анион гидроксид и эти соли взаимодействуют с кислотами, проявляя свойство основания. Вторая группа: Al₂(SO₄)₃, NiCl₂. Объединили эти соли, потому что они взаимодействуют с кислотами и основаниями и образуется осадок. Третья группа: Ca(HCO₃)₂, K₂HPO₄. Эти соли мы отнесли к третьей группе, так как в составе есть катион водорода и эти соли взаимодействуют с основаниями и проявляют свойства кислоты».

Из ответа следует, что ученик при классификации взял два существенных признака – состав и соответствующее проявление свойств. Примечательно, что М. в предъявленных веществах распознал соли, предсказал их свойства («проявляют свойство кислоты, проявляют свойства оснований»). Это свидетельствует о том, что учащиеся экспериментальных классов в этом задании показали также владение объяснительной функцией.

Учащиеся контрольных классов затруднялись обосновывать свои действия. Например, ученик Л. написал (лучший ответ): «Я произвёл деление веществ по отношению к кислотам и основаниям». Объяснить более точно ученик не сумел, то есть у учащихся контрольных классов не сформирована объяснительная функция.