Использование проблемного метода обучения в развитии креативности студентов при изучении химии в педагогическом вузе

А.С. Макаров, Л.В. Панфилова

«*г

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОБЛЕМНОГО МЕТОДА ОБУЧЕНИЯ В РАЗВИТИИ КРЕАТИВНОСТИ СТУДЕНТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИИ В

ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ВУЗЕ

Преамбула. В статье рассматривается использование проблемного метода обучения в развитии креативности студентов при изучении химии в педагогическом вузе. Показано, что большие возможности для развития креативных качеств дает изучение химических дисциплин. Проблемный метод был использован нами в учебном процессе в объеме 25-30% от общего учебного времени (лабораторные и практические работы, самостоятельная работа, подготовка рефератов и курсовых работ), В конце учебного года было проведено повторное тестирование, результаты которого показали, что применение проблемного метода повышает творческий потенциал личности более чем на 30%.

На современном этапе развития общества в условиях структурной перестройки и совершенствования содержания системы высшего педагогического образования в Российской Федерации возникает необходимость активного поиска новых резервов качественной подготовки специалистов, в том числе учителей, их профессиональной компетентности и личностной зрелости.

Важнейшими компонентами такой подготовки являются развитое творческое воображение и способность к его саморазвитию. Новые требования и цели реализуются в креативном подходе, осуществляемом в высшем профессиональном образовании.

Важное педагогическое требование к креативному образовательному процессу - непрерывность, преемственность и включение студентов в активную образовательную среду, в самостоятельное управление творческим процессом.

Креативный образовательный процесс предоставляет возможность каждому студенту на любом образовательном уровне не только развить исходный творческий потенциал-, но и сформировать потребность в дальнейшем самопознании, творческом саморазвитии, сформировать объективную самооценку.

Большие возможности для развития креативных качеств дает изучение химических дисциплин. Специфика содержания учебного предмета химии определяется следующим:

1. Содержание учебного предмета целостно.

Базисной основой курса являются взаимосвязанные между собой системы химических понятий

о веществе, химической реакции и химической технологии (В.Н, Верховский, А.Д. Смирнов, С.Г. -Шаповаленко, Ю.В. Ходаков, Н.Е. Кузнецова, Е.Е. Минченков и др.).

2. Огромное значение в содержании учебного курса химии принадлежит химическим законам и закономерностям. Их усвоение «приводит в движение» формируемые понятия, объединяет последние в системы и обеспечивает их действенность.

3. Основным предметом химии является изменяющееся вещество.

Признаки химических явлений воспринимаются органами чувств познающего.

4. Система средств наглядности, применяемая в обучении химии, объединяет широкий их комплекс от натуральных объектов — до абстрактных плоскостных символико-графических моделей.

5. Педагогически полифункциональному химическому эксперименту принадлежит ведущее место в системе средств химической наглядности, который является основой развития у обучаемых практических навыков по работе с веществами и материалами, содействует развитию перцептивной сферы личности (глазомера, цветоощущения, тепловых ощущений), зрительной памяти, наблюдательности.

Сфера прикладных химических знаний реали-

88

Вестник КГУ им. Н А. Некрасова ♦ 2008, том 14

©А.С. Макаров, Л.В. Панфилова, 2008

зует связи науки с жизнью, выявляет роль научного знания в жизни отдельного человека и общества в целом.

Резкое сокращение количества учебных часов при практически полном сохранении подлежащих изучению объемов знаний и умений, наблюдающееся повсеместно обеднение химического эксперимента, и другие причины приводят к тому, что интерес к изучению химии со стороны школьников очень невысок, а студенты-первокурсники испытывают определенные затруднения при изучении вузовских курсов химии.

Для изучения уровня креативности студентов

I курсов естественно-географического факультета СГПУ мы применили проективные тесты на выявление креативности, которые позволяли диагностировать оригинальность и продуктивность личности.

Для исследования были выбраны вербальные и невербальные типы тестовых методик, определяющих креативные характеристики личности:

а) батарея тестов Е. Торренса: «Круги», «Необычное использование предметов», «Что было бы, если..,», «Дорисуй рисунок», «Ассоциация и аргументация», «Спрятанная форма» и др.;

б) тесты Дж. Гилфорда на выявление категории дивергентного иконвергентного мышления: «Отдаленные ассоциации»,

«Новое использование объектов», «Головоломка со спичками», «Продуцирование идей: возможные способы применения обычных вещей».

Данные тесты позволяли следить за динамикой проявления креативности, а не только за конечным результатом продуктивного обучения.

Как показали результаты из выборки 75 человек только 25% имеют задатки творческой активности, остальные способны лишь к репродуктивной деятельности.

В соответствии с задачей разработки программы по развитию у студентов креативности, были определены два основных направления:

1. Создание с помощью методов активного обучения условий для развития креативности у студентов.

2. Создание поддерживающей среды для закрепления положительных результатов, полученных в ходе активных занятий.

Для развития креативности у студентов нами был использован проблемный метод обучения при изучении дисциплины «Неорганическая химия» на 1-ом курсе.

Как уже отмечалось в процессе обучения химии эксперимент выполняет ряд важнейших функций: эвристическую, корректирующую обобщающую и исследовательскую. Перечисленные функции химического эксперимента в яркой и убедительной форме проявляются при выполнении лабораторных работ проблемного характера. Именно проблемный эксперимент дает возможность не только устанавливать новые факты, но также исправлять ошибки в знаниях студентов, уточнять и корректировать понимание отдельных вопросов курса химии.

Принципиальное отличие экспериментальных работ проблемного характера от обычных лабораторных работ заключается в том, что проблемные опыты проводятся не по заданной инструкции, а имеют творческий характер. Ведь хорошо известно, что выполнение лабораторных опытов по инструкции значительно снижает степень самостоятельности студентов и затрудняет учет их индивидуальных особенностей. Решение же доступных экспериментальных проблем побуждает к проявлению самостоятельности, развивает творческие способности.

Например, проведение проблемного лабораторного эксперимента по теме «Металлы УНБ группы». Студентам предлагается провести лабораторные опыты.

В учебном пособии приводится описание восстановления серебра из раствора соли серебра железом. Опираясь на ряд напряжений металлов, студенты составляют следующее уравнение реакции:

ЗAgNOз + Ре — Ре(Ы03)3 + ЗAg

Перед студентами может быть поставлен следующий проблемный вопрос: может ли серебро и медь взаимодействовать с нитратом железа (III) серебра и меди? Известно, что серебро и медь в ряду напряжений находятся правее железа и по-

этому не могут вытеснить его из раствора соли. Кроме того, известно, что серебро обладает малой химической активностью не окисляется кислородом, не взаимодействует с растворами соляной и серной кислот,

Педагогика, Психология. Социальная работа. Ювеналогия. Социокинетика, № !, 2008

89

С целью выяснения отношения серебра к раствору нитрата железа (Ш) проводится лабораторный эксперимент, который противоречит предположениям о возможности протекания дан-ной реакции. Создается проблемная ситуация, в основе которой - противоречие между экспериментом с неожиданными результатами и представлениями студентов об отношении металлов к растворам солей. Студентами предлагается выдвинуть гипотезу, объяснить результаты опьпга, и дать его теоретическое обоснование.

Далее студенты проводят лабораторные опыты, доказывающие, что другие малоактивные металлы, например медь, окисляется в растворах солей железа, содержащих ионы Ре. Таким образом, будет сформирован вывод: малоактивные металлы (медь, серебро) могут быть окислены в растворах солей железа (III), так как ионы Ре обладают достаточно высокой окислительной способностью.

Другим примером организации проблемного эксперимента может быть проведение опытов со щелочными и щелочноземельными металлами.

Постановка этих проблемных лабораторных опытов проводится при изучении темы «Металлы И-а группы». Школьная программа не предусматривает выполнение опытов, характеризующих свойства щелочных и щелочноземельных металлов. Отсутствие у студентов экспериментальных данных по этому вопросу приводит к ошибкам, связанным с неверным написанием уравнений реакций. Составляя подобные уравнения, студенты чаще всего опираются только на положение металлов в ряду напряжений и не учитывают возможности протекания других реакций, поэтому часто предлагают ошибочные уравнения вытеснения менее активных металлов. После теоретического обсуждения проводится опыт по взаимодействию кальция с растворами солей металлов. При этом наблюдается бурное протекание реакций с образованием газа и нерастворимых веществ с различной окраской. Наблюдения за внешним видом нерастворимых веществ приводят к выводу, что образуются гидроксиды железа, меди и никеля с характерной окраской. Кроме того, происходит и процесс образования малорастворимого гидроксида кальция белого цвета

Опыты опровергают мнение студентов о вытеснении кальцием менее активных металлов из

растворов солей, и это противоречие между предположением и результатами эксперимента придает проблемный характер дальнейшему обсуждению вопроса. Убедившись в том, что реакция протекает без вытеснения менее активного металла, студенты должны осуществить поиск правильного объяснения опыта. Студенты формулируют гипотезу: очевидно, кальций, реагируя с водой, находящейся в растворе соли, образует щелочь, которая вступает в обменную реакцию с раствором соли, поэтому выпадает в осадок гидроксид.

Данная гипотеза вполне согласуется с результатами опыта. Действительно, в ходе опыта студенты не наблюдали вытеснения менее активного металла, а видели энергичное взаимодействие кальция с водой, выделение водорода, образование нерастворимых гидроксидов. Таким образом, опираясь на эксперимент и необходимые теоретические данные, студенты могут со ставить уравнения всех протекающих реакций и сделать общий вывод о преимущественном направлении реакций между очень активными металлами и растворами различных солей.

Таким образом, проблемные опыты можно успешно использовать на лабораторных занятиях по неорганической химии с целью активизации мыслительной деятельности студентов, которая, как правило, проявляется при постановке таких заданий, где требуется не простое воспроизведение знаний и умений, а их творческое применение.

Использование проблемного метода возможно ив самостоятельной деятельности студентов.

Собственное здоровье и способы его сохранения интересуют многих студентов, что под тверждают результаты их анкетирования. При этом не многие студенты осознают, что хорошая база теоретических химических знаний действительно дает возможность вникнуть в самую Шубину проблемы, выявить первопричину нарушения здоровья, объяснить влияние данного фактора на организм человека и в итоге найти выход из сложившейся ситуации, а также разработать меры профилактики.

Однако совершенно недостаточно насытить химический материал информацией, которая заинтересует студентов.

Целесообразно в процесс обучения, чтобы студенты в рамках курсовых и дипломных работ смогли сами исследовать проблему и выработать

90

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ 2008, том 14

рекомендации, т. е. реализовать проблемный метод.

Для написания курсовых работ и рефератрв были выбраны следующие проблемы:

• экологические проблемы; организация рационального питания; вопросы медицины и т.д.

Для исследования выбирается один из них и конкретизируется:

загрязнение воды, воздуха, потепление климата и др.;

состав продуктов питания, компоненты пищи, негативно влияющие на состояние здоровья^ др.;

• употребление и действие лекарств, побочные эффекты при их приеме.

На защите курсовых работ, которая проводится в форме дискуссии, конференции, выступают студенты, и проводится обсуждения их выступлений, выявляются лучший способ решения предложенной проблемы.

Например, исследование путей уменьшения содержания углекислого газа в атмосфере в рамках проблемы «Атмосферные изменения, их влияние на состояние здоровья» можно провести при изучении темы «р-Элементы IV группы. Свойства С и и их соединений».

Студентам даются для подготовки рефераты, связанные с причинами увеличения содержания диоксида углерода в атмосфере и последствиями этого процесса. Опираясь на знания, полученные при изучении состава воздуха, предлагается проанализировать количественное соотношение газов в атмосфере: определить факторы, влияющие на содержание воды и диоксида углерода в атмосфере; проследить тенденции изменения этих величин; предположить, почему содержание углекислого газа по сравнению с предыдущим веком увеличилось на 15%, в то время как содержание водяного пара практически не изменилось. Совместно с преподавателем студенты выявляют направления деятельности человека, которые приводят к изменению концентрации газов в атмос-

фере. Если в атмосферу попадает больше углекислого газа, чем его поглощается в результате природных процессов, его концентрация существенно возрастает, что может привести к усилению поглощения ИК-излучения атмосферой и возрастанию температуры на Земле. Климатические изменения повлекут за собой увеличение риска заболеваний раковыми болезнями.

Студенты самостоятельно знакомятся с научной и популярной литературой по данной проблеме, ищут обоснования различных подходов с точки зрения химии и этологии. На заключительном занятии по теме приводятся варианты решения проблемы, проводятся демонстрационные опыты. Выбор эксперимента и разработку методики его проведения осуществляют сами студенты.

Таким образом, выдвигая и доказывая свои идеи, студенты в достаточной степени овладевают химическим материалом, приобретают способность применять знания, полученные при изучении одной темы, в конкретных ситуациях, возникающих при рассмотрении другой, а также умение обсуждать вопросы, вести грамотную, обоснованную дискуссию. Когда каждый сравнивает свой путь решения проблемы с другими возможными, у них развивается способность анализировать. Необходимость привлечения дополнительной информации способствует расширению кругозора, ненавязчиво заставляет их заинтересоваться не только проблемой, поставленной преподавателем, но и другими смежными вопросами.

Проблемный метод был использован нами в учебном процессе в объеме 25-30% от общего учебного времени (лабораторные и практические работы, самостоятельная работа, подготовка рефератов и курсовых работ).

В конце учебного года было проведено повторное тестирование по названным выше тестам. Результаты тестирования показали, что применение проблемного метода повышает творческий потенциал личности более чем на 30%.

Педагогика. Психология. Социальная работа. Ювенология. Социокинетика, № 1, 2008

91