Роль инновационных методов обучения в повышении качества образования на примере первичной экспериментальной методологии

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК 378.14                                         

При инновационной работе учащиеся обсуждают проблему, понимают, что есть несколько способов ее решения, и учатся сравнивать свои взгляды с мнениями других [1]. Творческая инициатива поддерживается, и проблема решается сообща. Студенты развивают глубокую мысль и знают, что каждый имеет право высказать свое личное мнение. Уверенность в себе не может развиваться и доминировать друг над другом [2].

В результате учащиеся становятся более активными и общительными. У них будет возможность продемонстрировать свои знания и критическое мышление. Учит работать в парах и малых группах, видеть проблему и находить решения. У них есть способность слушать и уважать друг друга, а у студентов развиваются глубокие идеи. При выполнении задания они используют свой и чужой опыт.

В результате активное использование инновационных и нетрадиционных методов улучшает взаимодействие, быстрее читает материал и запоминает информацию, полученную в ходе обсуждения. Интерактивные методы на уроках химии такие как «Анализ понятий», технологии «Шаг за шагом», «Мельница», «Бумеранг», «Резюме», «Блиц-вопрос», метод «Испытание наблюдательности», «Озеро знаний», «Таинственный сундучок», «Дом знаний» помогают освоить тему урока и позволяют оценить их объективно [3].

«Инновация» означает «взаимодействие». Инновационное обучение — это взаимодействие в процессе обучения, которое способствует взаимодействию и сотрудничеству пар и групп [4].

Главной особенностью инновационного обучения является то, что процесс обучения осуществляется в парах и в малых группах. Совместная работа стимулирует интерес каждого учащегося к общей работе и требует исследовательской и творческой активности. Исследования показывают, что использование инновационных методов обучения повышает качество знаний учащихся. Предлагаемые исходные эксперименты — метод стартовый эксперимент в обучении - демонстрируют новый метод организации учебной деятельности студентов по естественным наукам. Метод «стартовый эксперимент» был разработан немецкими специалистами по проекту GIZ с целью обучения школьников самостоятельно формировать опыт [5].

В качестве образца приводятся сведения об организации, ведении и применении методов стартового эксперимента в обучении в химическом, биологическом и математическом образовании, образец урока по определенной теме, методические материалы по его проведению.

В статье рассмотрены понятия инновационное обучение как взаимодействие между преподавателем и учащимися в процессе обучения, которое способствует взаимодействию и сотрудничеству пар и групп. Приведены примеры экспериментальных работ на уроках химии развивающие полный спектр практических навыков и возможностей для учащихся в процессе преподавания. Графические рисунки и схемы наглядно иллюстрируют ход каждого этапа в данном эксперименте. Даны определения важным понятиям способствующие организации этапов цикла усвоения новых знаний.

В то же время содержание учебника развивает понятийные обобщения учащихся путем проведения проверочных экспериментов на основе тщательных наблюдений, вопросов и гипотез экспериментов, предъявляемых учителем.

При этом развиваются познавательные умения в приобретении и применении знаний целенаправленно, т.е. студенты смогут применять ранее полученные знания, анализировать взаимосвязи, фильтровать данные, оценивать гипотезы и результаты экспериментов, а также комбинировать новые знания и применять их в повседневной жизни, бытовой и экономической сферах.

При этом они приобретают важные социальные и коммуникативные компетенции, необходимые для естественных наук. Работа в малых и больших группах, подкрепление мозгового штурма, проверка групповых гипотез будут активно обсуждаться посредством презентации групповой работы, а учащиеся приобретут навыки реалистичной оценки друг друга. Благодаря подходу стартовый эксперимент в обучении учитель может взять на себя новую роль. Уже не престиж знания сообщает учащимся новые знания и определяет правильность их мышления, а будет организатором, руководителем и мультипликатором процесса обучения для всей аудитории и отдельных групп другими словами, организует этапы цикла усвоения новых знаний: «Исходный эксперимент», «Наблюдения», «Проверочный эксперимент», «Выборочные наблюдения», «Вопросы», «Гипотезы», «Что изучается», «Проверочные эксперименты», «Групповые результаты», «Разработка концепции», «Определение приложений».

«Начальный эксперимент» — моделирует обсуждение по шагам методики и отслеживает участие всей аудитории в отлаженном процессе. Концепция – это продукт сотрудничества учащихся, цель которого преследует преподаватель.

Подход стартовый эксперимент в обучении включает в себя полный спектр практических навыков и возможностей для учащихся и преподавания. Для того чтобы сделать этот метод доступным и понятным для пользователей, рекомендуется разработать занятие «Условия и признаки химических реакций».

• 1.    Стартовый эксперимент. Состав: сахар, зола, спиртовые свечи, спички, ручка, ложка из огнеупорного железа. Демонстрационный эксперимент учителя:

• а.    Ложка песка удерживает сахар в пламени спиртовой свечи (Рисунок 1).

• б.    Тающий песок в пламени спиртовой свечи посыпает сахар пеплом (Рисунок 2).

• в.    Возьмите кусочек сахара щипцами и подержите его над пламенем спиртовой свечи (Рисунок 3).

  

• 2.    Наблюдения.

• а.    При плавлении сахара в пламени спиртовой свечи образуется бурое вещество.

• б.    Когда расплавленный песок сыпал пепел на сахар, он воспламенялся открытым пламенем.

• в.    Когда вы держите кусочек сахара в пламени спиртовой свечи, только пораженная часть пламени плавится и становится коричневой.

• 3.    Тестовый эксперимент.

• 4.    Избранные наблюдения.

• 5.    Вопросы.

Два студента выходят и повторяют первоначальный эксперимент, чтобы проверить точность наблюдений.

Сахар растаял и образовалась коричневая субстанция. Когда он посыпал пеплом растопленный сахар, он воспламенился и воспламенился. Когда сахар попадал в пламя спиртовой свечи, только пораженная часть пламени плавилась и становилась коричневой.

• а.    Почему сахар становится коричневым при нагревании?

• б.    Почему вспыхнуло пламя, когда пепел посыпали растопленный сахар?

• в.    Почему, когда вы держите кусочек сахара в пламени спиртовой свечи, плавится и становится коричневой только затронутая часть пламени?

• 6.    Гипотезы.

• 1.    а) Коричневый цвет сахара при нагревании может быть результатом химической реакции.

• б)    Обесцвечивание сахара началось только при нагревании.

• в)    Для протекания некоторых реакций требуется температура.

• 2.    Когда золу посыпают расплавленным сахаром, она вызывает воспламенение белого пламени, что может ускорить реакцию.

• 3.    При попадании кусочка сахара в пламя спиртовой свечи только пораженный участок становится коричневым, и для того, чтобы произошла реакция, может потребоваться увеличение контактных поверхностей веществ.

• 7.    Что изучается.

• а.    Определите температуру, необходимую для протекания реакции.

• б.    Определение вещества, ускоряющего химическую реакцию.

• 8.    Проверочные эксперименты

с. Определить зависимость веществ от контактных поверхностей для реакции.

Требуемые материалы:

Группа 1: медная проволока, подставка, спиртовая свеча, соли хромата, сера, CaCO 3 , пробирка, известковая вода.

• а)    Медная проволока нагревается в спиртовке с помощью держателя.

• б)    Соли хромата сжигают на железной пластине.

• в)    Карбонат кальция нагревают в пробирке с газовой трубкой.

Группа 2: сахар-песок, зола, огнеупорная ложка, спиртовая свеча, газовые трубки, H 2 O 2 , MnO 2 , пробирка, ель (деревяшка), уксусная кислота, HCl, NH 4 OH

• а)    Расплавленный песок посыпают сахарной золой и сжигают в пламени.

• б)    Налейте H 2 O 2 в пробирку и разделите под действием MnO 2 .

• в)    Уксусную кислоту нагревают с помощью HCl, а затем NH 4 OH.

Группа 3: щепки, опилки, химические ложки, ручки, спиртовые свечи, сахарный песок, зола, огнеупорные ложки, железные хлопья, железная стружка, соляная кислота, пробирки, ручки.

• а)    Кусок дерева, опилки.

• б)    сжигание кубиков сахара и сахарного песка в пламени.

• c) Частицы железа и остатки железа подвергаются воздействию соляной кислоты.

• 9. Групповые результаты.

Группа 1:

• а)    Когда пламя блокировало медную проволоку, образовывалось черное вещество.

• б)    При нагревании хроматных солей со спичкой образуется зеленый порошок.

• в)    При нагревании карбоната кальция выделяется газообразное вещество.

Группа 2:

• а)    Реакция ускорилась, когда расплавленный песок посыпали пеплом и подожгли.

• б)    Ускоренное разложение под действием MnO 2 на перекись водорода.

• в)    Уксусная кислота превращается в новые вещества при воздействии соляной кислоты.

Группа 3:

• а)    Чем меньше вещество, тем выше скорость реакции.

• б)    Горение сахарного песка ускорено.

• в)    Чем больше поверхность контакта вещества, тем быстрее протекает реакция.

• 10.    Разработка концепции.

• 1.    Условия химических реакций: температура, измельчение, плавление, катализатор, давление и др. (Рисунок 4).

• 2.    Признаки химических реакций: обесцвечивание, выделение газа, образование осадка, выделение света и тепла (Рисунок 5).

• 11.    Определите области применения.

Вещества, полученные химическими реакциями, используются в хозяйстве, быту, технике, фармацевтике, медицине, в экологически чистом производственном цикле.

Непрерывное и широкое использование метода стартовый эксперимент в обучении естествознанию в образовательных учреждениях всех уровней будет способствовать развитию у обучающихся самостоятельности, уверенности в себе, творческой активности, формированию соответствующих компетенций, результатов обучения и образовательных стандартов, дальнейшему повышение качества образования.

Рисунок 4. Условия химических реакций: температура, измельчение, плавление, катализатор, давление

Рисунок 5. Признаки химических реакций